透氣蓋（盒蓋）（盒罩）塑料注塑模具設(shè)計(jì)【一模兩腔】【側(cè)抽芯】【說明書+CAD+UG】

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機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 共 1 頁 產(chǎn)品名稱 零部件名稱 動(dòng)模型芯 第 1 頁 材料牌號(hào)號(hào) 718H 毛坯種類 標(biāo)準(zhǔn)模架 毛坯外形尺寸 225x85x30 毛坯件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 備注 工序號(hào) 工 序 名 工序內(nèi)容 車 間 設(shè) 備 工藝裝備 工時(shí) 終結(jié) 單件 1 下料 鋸床下料（225x85x30），粗銑（220.5x80.5x26.5） 鉗工 鋸床,銑床 鋸條，虎鉗 6 6 2 精磨 六面直角精磨表面粗糙度Ra1.6 (220x80x26) 鉗工 磨床 砂輪 6 6 3 鉆孔 鉆水孔,螺絲孔,攻牙 鉗工 鉆床 鉆頭，絲攻 4 4 4 線割 線切割斜頂孔,頂針孔，司筒孔 線割 線切割機(jī)床 鉬絲 6 6 5 CNC 型芯成型部位加工，數(shù)控銑床粗加工，精加工 CNC 數(shù)控銑床 銑刀 8 8 6 EDM 對(duì)加工中心無法處理位置做電火花加工 EDM 電火花機(jī) 電極 12 12 7 拋光 型芯表面拋光處理 鉗工 虎鉗 砂紙，油石 4 4 8 裝配 模具裝配 鉗工 4 4 描圖 描繪 底圖號(hào) 裝訂號(hào) 編 制 編制日期 編制日期核日期 會(huì)簽日期 圖號(hào) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件簽字 XXX學(xué)院 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 資料編號(hào) 產(chǎn)品名稱 塑膠模具 零件名稱 型腔 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號(hào) P20 毛 坯 種 類 鍛造 毛坯外形尺寸 220㎜×80㎜×26㎜ 每毛坯件數(shù) 1 每 臺(tái) 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號(hào) 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 01 下料 下料外形尺寸為220㎜×80㎜×26㎜ 倉庫 倉庫 鋸床 　 02 銑床 鉆Ф8㎜水路孔、加工4×M8螺紋孔及打穿絲孔并作出基準(zhǔn)角 機(jī)加工 銑床 萬能銑床 　虎鉗 03 CNC 開粗加工正面特征，底面留余量0.3㎜，側(cè)壁留0.5㎜ CNC CNC 加工中心 　磁臺(tái) 04 熱處理 外發(fā)熱處理，調(diào)質(zhì)處理HRC48～52 05 線割 割澆口套孔 WEDM 線割 慢走絲 　 06 CNC 精加工正面各特征 CNC CNC 加工中心 　磁臺(tái) 07 EDM 精加工細(xì)小各特征 EDM EDM 電火花機(jī) 　磁臺(tái) 08 檢測(cè) 全檢 檢測(cè)房 檢測(cè) 三次元 　 09 組立 裝配 裝配 組立 行車 　 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 XXX學(xué)院 機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零件圖號(hào) 資料編號(hào) 產(chǎn)品名稱 塑膠模具 零件名稱 型芯 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號(hào) P20 毛 坯 種 類 鍛造 毛坯外形尺寸 204㎜×64㎜×58㎜ 每毛坯件數(shù) 1 每 臺(tái) 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號(hào) 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時(shí) 01 下料 下料外形尺寸為204㎜×64㎜×58㎜ 倉庫 倉庫 　 鋸床 　 02 銑床 加工4×M8螺紋孔及打穿絲孔并作出基準(zhǔn)角 機(jī)加工 銑床 萬能銑床 　虎鉗 03 CNC 開粗加工正面特征，底面留余量0.3㎜，側(cè)壁留0.5㎜ CNC CNC 加工中心 　磁臺(tái) 04 磨床 六面的平面度和平行度確保外形精度 機(jī)加工 磨床 大水磨、外圓磨床 　磁臺(tái) 05 線割 割鑲件槽、滑塊槽及方形推桿槽 WEDM 線割 慢走絲 　 06 CNC 精加工正面各特征及反面鑲件掛臺(tái) CNC CNC 加工中心 　磁臺(tái) 07 EDM 精加工細(xì)小各特征 EDM EDM 電火花機(jī) 　磁臺(tái) 08 檢測(cè) 全檢 檢測(cè)房 檢測(cè) 三次元 　 09 組立 裝配 裝配 組立 行車 　 設(shè) 計(jì)（日 期） 校 對(duì)（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會(huì) 簽（日期） 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號(hào) 簽 字 日 期 無無 錫錫職職業(yè)業(yè)技技術(shù)術(shù)學(xué)學(xué)院院塑塑料料零零件件注注射射工工藝藝卡卡片片產(chǎn)品型號(hào)零部件圖號(hào)產(chǎn)品名稱線圈骨架零部件名稱共1頁第1頁材 料 名 稱pp材 料 牌 號(hào)材 料 顏 色黑色每臺(tái)件數(shù)10000零 件 凈 重10.62 kg零 件 毛 重0.5消 耗 定 額設(shè) 備XG54-S200/400注射成形工藝料筒溫度第一段210注射成形時(shí)間S閉 模0.75模具編 號(hào)201301第二段220注 射3型腔數(shù)量4第三段230保 壓20附 件第四段240冷 卻20第五段245啟 模0.5噴 嘴250總時(shí)間42總 高395壓力MPa注 射40模 溫45頂 出 高20保 壓28螺桿類型螺桿式嵌件圖 號(hào)名 稱數(shù)量螺桿轉(zhuǎn)速r/min60加 料 刻 度脫模劑使用零件成形后處理工 序 內(nèi) 容工 藝 裝 備工時(shí)準(zhǔn)終單件熱處理方式1紅外線燈箱媒體編號(hào)加熱溫度120 3h保溫溫度2舊底圖總號(hào) 原料干燥處理使用設(shè)備海天干燥劑加熱時(shí)間盛料高度保溫時(shí)間3底圖總號(hào)翻料時(shí)間1h冷卻方式干燥溫度904簽名干燥時(shí)間2h編制（日期）審核（日期）會(huì)簽（日期）批準(zhǔn)（日期）日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽 名日 期機(jī)械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號(hào) 零（部）件圖號(hào) 共 1 頁 產(chǎn)品名稱 X 零部件名稱 定模型腔 第 1 頁 材料牌號(hào)號(hào) 718H 毛坯種類 標(biāo)準(zhǔn)模架 毛坯外形尺寸 225x85x55 毛坯件數(shù) 1 每臺(tái)件數(shù) 1 備注 工序號(hào) 工 序 名 工序內(nèi)容 車 間 設(shè) 備 工藝裝備 工時(shí) 終結(jié) 單件 1 下料 鋸床下料(225x85x55），粗銑（(220.5x80.5x50.5） 鉗工 鋸床,銑床 鋸條，虎鉗 6 6 2 精磨 六面直角精磨表面粗糙度Ra3.2 (220x80x50) 鉗工 磨床 砂輪 6 6 3 鉆孔 鉆水孔,螺絲孔,攻牙 鉗工 鉆床 鉆頭，絲攻 4 4 4 線割 線切割澆口孔 線割 線切割機(jī)床 鉬絲 3 3 5 CNC 型腔成型部位加工，數(shù)控銑床粗加工，精加工 CNC 數(shù)控銑床 銑刀 8 8 6 EDM 對(duì)加工中心無法處理位置做電火花加工 EDM 電火花機(jī) 電極 12 12 7 拋光 型腔表面拋光處理 鉗工 虎鉗 砂紙，油石 4 4 8 裝配 模具裝配 鉗工 4 4 描圖 描繪 底圖號(hào) 裝訂號(hào) 編 制 編制日期 編制日期核日期 會(huì)簽日期 圖號(hào) 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件簽字 模具名稱 注塑模 零件圖號(hào) 04 機(jī)械加工工藝過程卡 毛坯種類 棒料 共 1 頁 每臺(tái)件數(shù) 2 零件名稱 滑塊 材料牌號(hào) ?45 第 1 頁 工序號(hào) 工藝名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備 工藝裝備 10 備料 棒料40×100mm鋸斷 20 鍛 鍛造毛坯尺寸為195×50.05×54mm 鍛床 30 熱處理 退火，消除鍛造后的內(nèi)應(yīng)力 40 銑 銑六方至尺寸120.6×60.6×38.6mm 立式銑床 通用夾具 50 磨 磨各平面，保證⊥度∥度要求 平面磨床 通用夾具 60 銑 1， 銑凸肩到尺寸要求 2， 銑斜面到尺寸要求，保證斜度 數(shù)控銑床 通用夾具 70 鉆絞孔 1， 鉆15孔 2， 絞15孔至尺寸要求 3， 鉆6孔 4， 絞6孔至尺寸要求 5， 鉆4側(cè)孔 6， 絞4側(cè)孔至尺寸要求 坐標(biāo)鏜床 通用夾具 80 熱處理 淬火 回火45-52HRC 90 鉗工 去毛刺 100 研磨 研磨各孔，保證尺寸及粗糙度要求 110 檢驗(yàn) 對(duì)工件尺寸，粗糙度進(jìn)行檢查 120 入庫 編制 日期 審核 日期 更改 分類號(hào)： 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 開 題 報(bào) 告 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 班級(jí) 模具11132 所屬院系專業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 指導(dǎo)教師 職稱 講師 所在部門 模具調(diào)研組 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 盒蓋塑料模設(shè)計(jì) 題目類型 工程設(shè)計(jì)（項(xiàng)目）□ 論文類□ 作品設(shè)計(jì)類□ 其他□ 一、選題簡介、意義 在塑料材料、制品設(shè)計(jì)及加工工藝確定以后，塑料模設(shè)計(jì)對(duì)制品質(zhì)量與產(chǎn)量，?就具有決定性的影響。首先，模腔形狀、流道尺才、表面租臉皮、分型面、進(jìn)與?排氣位置選擇、脫模方式以及定型方法的確定等，均對(duì)制品(或型材)尺寸精度和狀?精度以及塑件的物理力學(xué)性能、內(nèi)應(yīng)力大小、表觀質(zhì)量與內(nèi)在質(zhì)量等，起著十分?重要的影響。其次．在塑件加工過程中，塑料模結(jié)構(gòu)的合理性，對(duì)操作的難易程?度，具有重要的影響。再次，塑料模對(duì)塑件成本也有相當(dāng)大的彤響，除簡易模具?外．般說來制模費(fèi)用是十分昂貴的，大型塑料模更是如此。 本課題主要研究掌握模具設(shè)計(jì)的方法及工序，鞏固和加深對(duì)機(jī)械二維、三維的制圖能力。設(shè)計(jì)過程中鍛煉查閱文獻(xiàn)和資料自我設(shè)計(jì)的能力，培養(yǎng)和提升我們的創(chuàng)新能力，增強(qiáng)我們獨(dú)立思考問題和解決問題的能力。在對(duì)模具設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和理論計(jì)算上，掌握模具設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)與性能、工藝適應(yīng)性與技術(shù)參數(shù)。從而能根據(jù)成型的生產(chǎn)要求，模具結(jié)構(gòu)等因素，經(jīng)濟(jì)、有效的使用設(shè)備，合理的選擇工藝，正確的設(shè)計(jì)模具，保證成型生產(chǎn)能夠經(jīng)濟(jì)、合理的進(jìn)行，提高自身在成型工藝和模具方面的綜合著機(jī)水平，提高自身解決實(shí)際問題的能力。 二、課題綜述（課題研究，主要研究的內(nèi)容，要解決的問題，預(yù)期目標(biāo)，研究步驟、方法及措施等） 塑料模具的設(shè)計(jì)在其生產(chǎn)、加工以及使用過程中尤為重要。特別是它的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)加工、裝配、工期、成本乃至塑料產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率產(chǎn)生極大的影響。所以，此課題主要考慮以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： 1.塑料制品產(chǎn)量和生產(chǎn)要求 2.塑料制品成型性能 3.成型零件尺寸及結(jié)構(gòu) 4 .模具結(jié)構(gòu) 5 .模具與成型機(jī)械關(guān)系的校核 6. 零件圖標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)條件，并進(jìn)行必要的強(qiáng)度校核 三、設(shè)計(jì)（論文）體系、結(jié)構(gòu)（大綱） 1.原始資料 2.基本參數(shù) 3.成型零件尺寸及結(jié)構(gòu) 4.模具結(jié)構(gòu) 5.模具與成型機(jī)械關(guān)系的校核 6. 總結(jié)回顧 指導(dǎo)教師意見： 簽字： 年 月 日 院（系）審批意見： 簽章： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 盒罩塑料模設(shè)計(jì) 題目來源 自擬 指導(dǎo)教師 職稱 講師 所在部門 機(jī)械技術(shù)學(xué)院 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 06 班 級(jí) 模具11132 所屬院系專業(yè) 模具 外語翻譯要求 翻譯后中文字?jǐn)?shù)約2500字左右，內(nèi)容與課題相關(guān)。 課題需要完成的任務(wù) 【工程設(shè)計(jì)類課題：】 根據(jù)導(dǎo)師下達(dá)的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料（不少于5本），綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，填寫開題報(bào)告。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分型工藝分析，制訂完整的工藝方案，計(jì)算所需的工藝數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu)，正確選用標(biāo)準(zhǔn)件和常用件。繪制裝配圖（1-2張）和主要工作部分零件圖（不少于5張）。編寫注塑工藝卡片和主要工作部分零件加工工藝過程卡，撰寫完整的設(shè)計(jì)說明書1份（15000字以上）。 課題 計(jì) 劃 安 排 序號(hào) 內(nèi) 容 時(shí) 間 安 排 1 查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料填寫開題報(bào)告 2013.9.23～9.29 2 制訂完整的塑料模具設(shè)計(jì)方案及計(jì)算工藝數(shù)據(jù) 2013.9.30～10.11 3 設(shè)計(jì)塑料模結(jié)構(gòu)，繪制裝配圖和零件圖 2013.10.14～11.1 4 整理塑料模設(shè)計(jì)說明書 2013.11.4～11.8 5 填寫沖壓工藝卡、零件加工工藝過程卡、小結(jié) 打印所有資料并裝訂 2013.11.11～11.15 計(jì)劃答辯 時(shí)間 2014年4月20日 答辯提交資料 2014年4月18日 教研室主任審核意見 簽名： 摘要 塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。 本文具體地闡述了模具CAD/CAM的技術(shù)特點(diǎn)以及先進(jìn)制造模式在模具行業(yè)中的應(yīng)用，分析了國際、國內(nèi)模具CAD/CAM的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。介紹了注射成型的基本原理，特別是注射模具的結(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)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，并對(duì)模具強(qiáng)度要求做了說明；最后介紹了當(dāng)今世界上最為普及的三維CAD/CAM系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)軟件UG的三維造型與數(shù)控加工。 通過本設(shè)計(jì)，可以對(duì)注塑模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，注意到設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理；通過對(duì)UG的學(xué)習(xí)，可以建立較簡單零件的零件庫，從而有效的提高工作效率。 關(guān)鍵詞: 塑料模具；透氣蓋；CAD/CAM;UG Abstract: Plastic industry is in the world grows now one of quickest industry classes, but casts the mold is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance. It is formulized that the technical feature of the mould CAD/CAM system and the aABSlication of advanced manufacture pattem in the mould domain, in this paper. According to international, domestic present study status and development trend, This design introduced the injection takes shape the basic principle, specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request;Finally, today introduced the world's most popular three-dimensional CAD/CAM system UG standard software of the three-dimensional modeling and CNC Machining Through this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work; Through to the UG study, may establish the simple components the components storehouse, thus effective enhancement working efficiency. 【Key words】 The plastic mold; Stapler top; CAD/CAM; UG 目錄 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 摘要: 6 前言 8 1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 8 1.2 各種模具的分類和占有量 9 1.3 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀 10 1.4 世界五大塑料生產(chǎn)國的產(chǎn)能狀況 11 1.5 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 12 1.6 總體方案論證 13 第二章 透氣蓋塑件分析與模具設(shè)計(jì) 14 2.1 塑件的測(cè)繪 14 2.2 塑件的工藝分析 15 第三章 透氣蓋模具設(shè)計(jì) 16 3.1 選擇注塑機(jī)確定型腔數(shù) 16 3.2 校核注射機(jī)的有關(guān)工藝參數(shù) 17 3.3 確定分型面 19 3.4 確定脫模方式 19 第四章 確定澆注系統(tǒng)形式 21 4.1 主流道設(shè)計(jì) 21 4.2 分流道的設(shè)計(jì) 23 4.3 澆口的設(shè)計(jì) 23 4.4 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì) 24 第五章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 25 5.1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 25 5.2 冷卻水路的形式 25 第六章 選擇標(biāo)準(zhǔn)模架 26 6.1選用標(biāo)準(zhǔn)模架 27 6.2 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 第七章 成型零部件的設(shè)計(jì) 32 7.1成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 32 7.2 成型零部件工作尺寸計(jì)算 33 7.3 成型零部件的強(qiáng)度與剛度計(jì)算 34 第八章 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 37 8.1計(jì)算斜導(dǎo)柱傾斜角 37 8.2 計(jì)算斜導(dǎo)柱直徑 38 8.3 計(jì)算斜導(dǎo)柱長度 38 9.1繪制各非標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙 39 9.2 編寫加工工藝和裝配技術(shù) 40 9 .3 綜合要求 42 總 結(jié) 43 參考文獻(xiàn) 44 致 謝 44 前言 本課題為透氣蓋注塑模的CAD/CAM，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，進(jìn)行透氣蓋塑件測(cè)繪、模具設(shè)計(jì)、CAD造型。 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：透氣蓋，其中： 1） 材料：ABS（抗沖）； 2） 數(shù)量：大批量生產(chǎn)； 3） 質(zhì)量：18g 4） 顏色：紅色； 5） 要求：塑件外表面光滑、美觀、下端外緣不允許有澆口痕跡，塑件允許的最大脫模斜度為0.50。 在設(shè)計(jì)過程中要解決透氣蓋塑件測(cè)繪、模具設(shè)計(jì)、在模具設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)分型面的選擇、澆口形式與位置的確定、型腔位置的安排、定模冷卻水道的設(shè)置等問題。透氣蓋的幾何尺寸進(jìn)行測(cè)量后要進(jìn)行合理的后處理。模具分型面處在同一平面時(shí)不需要一定的角度，所以選擇底面為分型面。本模具設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口，并要避開塑件點(diǎn)畫線所示的高光量區(qū)域。為使流道平衡，應(yīng)使各型腔距主流道距離均等。由于所成型的塑件形狀簡單且?guī)缀纬叽巛^小，因此可采用冷卻水道圍繞型腔鑲件的冷卻方式。模具方案確定后進(jìn)行CAD造型及數(shù)控模擬加工。根據(jù)此方案可以達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期效果，并且大大提高了注塑模的質(zhì)量和效率。 第一章 塑料及塑料工業(yè)國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì) 1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)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(dòng)，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(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它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(guān)注。 模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60％~90％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(chǎng)的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場(chǎng)為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場(chǎng)，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，這一市場(chǎng)占整個(gè)模具市場(chǎng)一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，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(dá)到170種。一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時(shí)約有80％的模具需要更換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國摩托車共有14種排量80多個(gè)車型，1000多個(gè)型號(hào)。單輛摩托車約有零件2000種，共計(jì)5000多個(gè)，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個(gè)型號(hào)的摩托車生產(chǎn)需1000副模具，總價(jià)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(chǎng)。 目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)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(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。 1.2 各種模具的分類和占有量 模具主要類型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因?yàn)樗麄円话愣际且揽咳S的模具形腔是材料成型。 （1）沖模：沖模是對(duì)金屬板材進(jìn)行沖壓加工獲得合格產(chǎn)品的工具。沖模占模具總數(shù)的50％以上。按工藝性質(zhì)的不同，沖模可分為落料模，沖孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，拉深模，校平模，翻孔模，翻邊模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復(fù)合模，連續(xù)模。 （2）鍛模：鍛模是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下進(jìn)行體積成型是所用模具的總稱。按鍛壓設(shè)備不同，鍛模分為錘用鍛模，螺旋壓力機(jī)鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機(jī)用鍛模，水壓機(jī)用鍛模，高速錘用鍛模，擺動(dòng)碾壓機(jī)用鍛模，輥鍛機(jī)用鍛模，楔橫軋機(jī)用鍛模等。按工藝用途不同，鍛?？煞譃轭A(yù)鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。 （3）塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數(shù)的35％，而且有繼續(xù)上升的趨勢(shì)。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。 （4）壓鑄模：壓鑄模是壓力鑄造工藝裝備，壓力鑄造是使液態(tài)金屬在高溫和高速下充填鑄型，在高壓下成型和結(jié)晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數(shù)的6％。 （5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工藝分類粉末冶金模有：壓模，精整模，復(fù)壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結(jié)模等。 模具所涉及的工藝繁多，包括機(jī)械設(shè)計(jì)制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論），塑性加工，玻璃等諸多學(xué)科和行業(yè)，是一個(gè)多學(xué)科的綜合，其復(fù)雜程度顯而易見。 1.3 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀 自20世紀(jì)80年代以來，我國的經(jīng)濟(jì)逐漸起飛，也為模具產(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年增長到130億元人民幣，1999年已達(dá)到245億元人民幣，2000年增至260~270億元人民幣。今后預(yù)計(jì)每年仍會(huì)以10℅~15℅的速度快速增長。 目前，我國17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營的模具企業(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業(yè)和私營企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國國內(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，作為商品銷售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占50℅（中國臺(tái)灣：40℅），塑料模具約占33℅（中國 臺(tái)灣：48℅），壓鑄模具約占6℅（中國臺(tái)灣：5℅），其他各類模具約占11（中國臺(tái)灣：7℅）。 中國臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)的成長，分為萌芽期（1961——1981），成長期（1981——1991），成熟期（1991——2001）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，電機(jī)和機(jī)械業(yè)等產(chǎn)品外銷表現(xiàn)暢旺，連帶使得模具制造，維修業(yè)者和周邊廠商（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1982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，在國際化，自由化和國際分工的潮流下，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，并支持產(chǎn)業(yè)升級(jí)，朝向開發(fā)高附加值與進(jìn)口依賴高的模具。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)車用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具。 1.4 世界五大塑料生產(chǎn)國的產(chǎn)能狀況 美國塑料(原料)的產(chǎn)量多年來一直雄居各國之首。早在80年代前期，美國塑料產(chǎn)量就已達(dá)2000萬噸之多，1986年增至23l0萬噸，占全球總產(chǎn)量8100噸的28.5％，此后美國塑料產(chǎn)量繼續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)定增長之勢(shì)，1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和1998年分別增加到2710萬噸、2810萬噸、3010萬噸、3410萬噸、4000萬噸和4360萬噸，占世界總產(chǎn)量的比例從1996年起提高到30％以上。2001年美國塑料產(chǎn)量為4170萬噸，其中以聚乙烯為最多，達(dá)1500多萬噸。其次分別是氯乙烯650萬噸、聚丙烯720萬噸、聚苯乙烯對(duì)酞酸脂320萬噸、聚苯乙烯280萬噸。國內(nèi)塑料消費(fèi)量(產(chǎn)量+進(jìn)口量一出口量)，美國也是全球最多的。美國的全部塑料消費(fèi)量2001年為4280萬噸。美國人均塑料消費(fèi)量也是很高的，2000年為159公斤，2001年略減為155公斤 ，居全球第3位。美國現(xiàn)有各種大小塑料企事業(yè)單位1萬多家，其中職工人數(shù)少于50人的占總數(shù)的53％，50~l00人的占21％，100~500人的占23％，超過500人的占近4％，職工總數(shù)近90萬人。在美國塑料塑件加工業(yè)的就職人數(shù)達(dá)110萬，2001年的出貨金額為2150億美元，人均出貨金額為195美元。 德國是世界最大的塑料(原料)生產(chǎn)國之一，上世紀(jì)90年代初的1991年、1992年和1993年，德國塑料產(chǎn)量都為990多萬噸，1994年增達(dá)超過1000萬噸的1110萬噸．1998年達(dá)近1300萬噸，1999年為近1400萬噸，2000年增至1550萬噸，超過日本為世界第2大塑料生產(chǎn)國，2001年上升為1580萬噸，2002年已過1600萬噸。2001年德國生產(chǎn)的種種塑料原料中，聚乙烯為285萬噸(低密度聚乙烯160萬噸，高密度聚乙烯125萬噸)，氯乙烯175萬噸，聚丙烯160萬噸。德國2001年的國內(nèi)塑料消費(fèi)量為1280萬噸，其中聚乙烯265萬噸，聚丙烯155萬噸．氯乙烯152萬噸。德國人均塑料消費(fèi)量2001年為160公斤，在世界上僅少于比利時(shí)的172公斤，高于美國的155公斤，排在世界第2位。德國塑料塑件加工業(yè)的職工總計(jì)有近30萬人，2001年的出貨金額為360億美元，人均126美元。德國塑料塑件加工企業(yè)中職工少于50人的占44％，50~100人的占28％，100~500人的占25％，500人以上的占4％。 中國塑料工業(yè)多年持續(xù)高速增長，1991年產(chǎn)量僅為250萬噸，1995年增為350萬噸，1998年超過700萬噸，到2002年已增達(dá)約1400萬噸，超過日本而成為世界第3大塑料原料生產(chǎn)國。中國今年塑料塑件市場(chǎng)將持續(xù)走強(qiáng)，在包裝、工程、建材、農(nóng)用和日用塑料塑件等各個(gè)領(lǐng)域都將有較大幅度的增長，需求量將超過2500萬噸。其中包裝塑料塑件今年需求量將超過850萬噸，工程塑料塑件需求量將達(dá)400萬噸左右，建材塑料塑件需求量將達(dá)300萬噸以上，農(nóng)用塑料塑件需求量將在500萬噸左右，日用塑料塑件需求量約為80萬噸左右。 日本在很長的時(shí)期內(nèi)都是僅次于美國的世界第2大塑料生產(chǎn)國。一直到1997年，日本塑料產(chǎn)量曾經(jīng)連續(xù)多年增長，年產(chǎn)量在70年代中期就已達(dá)500多萬噸，1987年突破1000萬噸，1991年達(dá)約1300萬噸，1992年和1993年因受日本經(jīng)濟(jì)下滑的影響，產(chǎn)量略有減少，分別降至1258和1225萬噸。從1994年起產(chǎn)量再度增長，1994年、1995年和1996年分別回升到1300萬噸、1400萬噸和1470萬噸，1997年的產(chǎn)量又比上年增長3.7％，達(dá)到1521萬噸，首次超過1500萬噸。但這種增勢(shì)在1998年受到遏制，產(chǎn)量大幅度減少。1998年，日本塑料產(chǎn)量為1390萬噸，比上年減少了8.7％。1999年和2000年日本塑料產(chǎn)量分別回升到1432萬噸和1445萬噸，但仍遠(yuǎn)未恢復(fù)到1997年的水平。2001年和2002年日本塑料產(chǎn)量再度下降至1400萬噸以下的1364萬噸和1361萬噸。2002年日本塑料(原料)產(chǎn)量減為1361萬噸。而中國則增為1366萬噸，日本又退居第4位。 韓國塑料產(chǎn)量增長十分迅速，1986年超過200萬噸，1990年增達(dá)300萬噸，1992年突破500萬噸，1994年、1996年和1997年分別上升到600多萬噸、700多萬噸和800多萬噸，1998年產(chǎn)量增至850萬噸，1999年突破900萬噸，2001年達(dá)1200萬噸，躋身于世界5大塑料生產(chǎn)國之列。韓國塑料原料產(chǎn)品中以聚乙烯居首，2001年產(chǎn)量為340萬噸(低密度聚乙烯160萬噸，高密度聚乙烯180萬噸)，聚丙烯以238萬噸排在第2位，其次分別是聚酯161萬噸、氯乙烯124萬噸、ABS·AS樹脂86萬噸、聚苯乙烯77萬噸。韓國國內(nèi)塑料消費(fèi)量2001年420萬噸，只相當(dāng)于產(chǎn)量的1/3略高。人均塑料消費(fèi)量2001年為106公斤，韓國塑料塑件加工業(yè)的職工總數(shù)2001年為3.1萬人，出貨金額為85億美元，人均276美元。 塑料產(chǎn)量位居世界前10名的國家和地區(qū)還有法國660萬噸、比利時(shí)600萬噸、中國臺(tái)灣598萬噸、加拿大432萬噸和意大利385萬噸(均為2001年產(chǎn)量)。 1.5 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 20世紀(jì)80年代開始，發(fā)達(dá)工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以15％的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α４送?，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級(jí)制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國。 中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)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"（約122CM）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(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。 盡管我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進(jìn)水平的距離。 （1）注重開發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。 （2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。 （3）推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。 （4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。 1.6 總體方案論證 本課題的設(shè)計(jì)目的是對(duì)典型塑料塑件的模具設(shè)計(jì)。對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析，測(cè)繪出正確的塑件圖，畫出零件二維圖，然后根據(jù)二維圖進(jìn)行零件的三維造型。 下面對(duì)塑料塑件的模具設(shè)計(jì)?？紤]到生產(chǎn)批量和經(jīng)濟(jì)效益，還有塑件的精度等級(jí)采用一模兩腔。接著選擇注塑機(jī)，主要從注射量、鎖模力等方面進(jìn)行考慮。要確保塑件及澆注系統(tǒng)所需的注射量不超過注射機(jī)最大注塑量的80％。接著根據(jù)塑件的尺寸大小選擇合理的模架和模板。然后確定澆口的形式，澆口的主要類型可以分為直接澆口、側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、點(diǎn)澆口、扇形澆口、圓盤形澆口及環(huán)形澆口等。點(diǎn)澆口的優(yōu)點(diǎn)在于：塑件分型面處不留疤痕，澆口自動(dòng)切斷，不會(huì)在塑件表面留下由于噴射帶來的噴痕和氣紋等問題。所以優(yōu)先選用點(diǎn)澆口作為本模具的澆口形式。在模板上直接設(shè)置冷卻水道，這同樣要遵循冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，使冷卻水道盡量靠近型腔表面和盡量圍繞型腔，使塑件在成型過程中冷卻均勻。在設(shè)置頂出系統(tǒng)時(shí)，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量設(shè)法使塑件在開模過程中留在動(dòng)模上，以便利用注塑機(jī)動(dòng)模上的頂桿或液壓活塞頂出塑件，同時(shí)要保證塑件在頂出過程中不變形，必須正確分析塑件型腔附著力大小和所在部位，使推力均勻合理分布，塑件平穩(wěn)脫出而不變形，還要盡量不損害塑件外觀。本模具采用頂桿頂出機(jī)構(gòu)，它是頂出機(jī)構(gòu)中最簡單、最常見而且制造比較方便的一種形式。 第二章 透氣蓋塑件分析與模具設(shè)計(jì) 2.1 塑件的測(cè)繪 塑件為透氣蓋，材料為ABS，用游標(biāo)卡尺對(duì)零件進(jìn)行測(cè)繪。我們最終所需要加工得到的是制造此零件的模具型腔，而我們所取的塑件是模具生產(chǎn)出來的許多個(gè)塑料塑件中的一個(gè)，由于制造的原因，塑件在出模后不可避免的會(huì)產(chǎn)生一定的變形，因此對(duì)該零件的測(cè)量數(shù)值需要進(jìn)行分析處理。如對(duì)塑件較大尺寸誤差的進(jìn)行修正，對(duì)相同形狀處所測(cè)不同尺寸的取均值進(jìn)行圓整，然后繪出零件的草圖。由于曲面難以直接測(cè)量，所以把曲面分成多個(gè)斷面，對(duì)斷面進(jìn)行測(cè)量，以取得所需要的數(shù)據(jù)。透氣蓋如圖2-1所示： 圖2-1 塑件 2.2 塑件的工藝分析 2.2.1 分析塑件材料 該產(chǎn)品的成型材料是ABS?；咎匦裕篈BS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS無毒、無味，呈微黃色，成形的塑料件有較好的光澤。密度為1.02～1.05g/cm3。 ABS有極好的抗沖壓強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70°C左右，熱變形溫度為93°C左右。耐氣候性差，在紫外線作用下變硬變脆；主要用途：ABS廣泛用于水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具等；成型特點(diǎn)：ABS在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力比較高，塑料上的脫模斜度宜稍大，ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少澆口對(duì)流道的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在50～60°C，要求塑件光澤和耐用時(shí)，應(yīng)控制在60～80°C。 2.2.2 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 1）該塑件尺寸不大，一般精度等級(jí)。屬于中等難度的塑料模具。包括了模具的基本結(jié)構(gòu)，其中有外側(cè)抽芯一處。 2）為滿足塑件表面質(zhì)量要求與提高成型效率采用點(diǎn)澆口。 3）為了節(jié)約成本和方便加工與熱處理，型腔和型芯均采用整體鑲嵌式結(jié)構(gòu)。 4）ABS在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大，要有足夠的脫模斜度防止頂角；ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力，要注意澆口位置防止和減少熔接痕；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響極小。 模具溫度應(yīng)控制在60°～80°。 第三章 透氣蓋模具設(shè)計(jì) 3.1 選擇注塑機(jī)確定型腔數(shù) a．根據(jù)塑件的形狀估算其體積和重量 該塑件的體積根據(jù)其塑件的三維造型通過UG測(cè)算得V≈10.117 cm3 塑件的重量G=V×=10.117 ×1.05g≈10.62g 式中為ABS密度為1.02～1.05g/cm3。 b．根據(jù)塑件的計(jì)算重量或體積，選擇設(shè)備型號(hào)規(guī)格，確定型腔數(shù) 當(dāng)未限定設(shè)備時(shí)，須考慮以下因素： a) 注塑機(jī)的最大注射量G ，每次注射量不超過最大注射量的80%，即： n= 式中 n——型腔數(shù)； Gj——澆注系統(tǒng)重量（g）； Gs——單個(gè)塑件重量（g）； G——注塑機(jī)的最大注射量（g）。 估算澆注系統(tǒng)的體積Vj,根據(jù)澆注系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行估算Vj=3.721cm3，則澆注系統(tǒng)塑料重量Gj=Vj×=3.721×1.05g≈3.91g 設(shè)n=2,則得： GB=≈36.32g 從計(jì)算結(jié)果，并根據(jù)塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格，選用XG54-S200/400型注射機(jī)。 b) 根據(jù)塑件精度，由于該塑件精度一般，故采用多型腔即 n=2。 c) 生產(chǎn)批量 試制或小批量生產(chǎn)宜取單腔，大批大量生產(chǎn)宜取多腔，該塑件為大批大量生產(chǎn)，故宜取多型腔。 當(dāng)限定在某一設(shè)備上成形時(shí)，則可根據(jù)塑件的體積或重量來確定型腔數(shù)。因此該塑件注塑成形時(shí)，首先明確在100g注射機(jī)上成形，則利用下式，計(jì)算型腔數(shù)。得： N= 本塑件形狀比較簡單，質(zhì)量較小，生產(chǎn)批量大，所以應(yīng)使多型腔注射模具，考慮到塑件側(cè)面有?10mm圓孔，需要側(cè)向抽芯，所以模具采用一模兩腔，平衡式的型腔布置，這樣的模具結(jié)構(gòu)尺寸較小，制造加工方便，生成效率高，塑件成本較低，型腔布置如圖3.1所示。 圖3.1 3.2 校核注射機(jī)的有關(guān)工藝參數(shù) 根據(jù)模具總體設(shè)計(jì)方案的結(jié)構(gòu)，校驗(yàn)所需注射機(jī)的能力。注塑機(jī)的規(guī)格及尺寸校核注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)： a. 注射量的校核： 由測(cè)量所得塑件的質(zhì)量為21.24g，澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為3.91g，則每次注射所需的塑料為（按一模兩腔計(jì)算）： WS=25.15g 注射機(jī)的額定注射量WZ=100g（注射機(jī)的最大注射質(zhì)量按常溫下密度為1.05g／cm3的普通聚苯乙烯的對(duì)空注射量計(jì)） 查《塑料模具師設(shè)計(jì)手冊(cè)》式6-1得： 當(dāng)0.9WZ≥WS即：0.9×100=90g≥25.15g時(shí) 能滿足要求。 b. 鎖模力與注塑壓力校核 查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》式4.4 鎖模力可按下式校核 FP 式中 ——塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力，其大小一般是注射壓力的80%Mpa，注射壓力大小查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表3-1的ABS的注射壓力在70～120Mpa之間。 ——單個(gè)塑件在分型面上的投影面積（cm2）； ——澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積(cm2)； FP——注射機(jī)額定鎖模力，根據(jù)表XG54-S200/400型注射機(jī)額定鎖模力為2540KN。 投影面積計(jì)算： =1.336cm2 =0.73 cm2 代入式（2-5） =120×80%×（2×1.336+0.73）KN=326.592KN 由于Fp=2540KN，故滿足Fp。 同時(shí)XG54-S200/400的額定注射壓力為109MPa，故也能滿足ABS塑料成形的注射壓力要求。 C. 各種規(guī)格的注射機(jī)對(duì)安裝的模具厚度有一允許范圍，模具總厚度應(yīng) 在其最大模厚和最小模厚之間，即： >H>Hmin 式中 ——注射機(jī)允許最小模厚（=165mm）; ——注射機(jī)允許最大模厚（=406mm）; 根據(jù)所選的模架，模具閉合時(shí)的厚度H為355m，在165~406之間所以，滿足要求。 d．注塑機(jī)開模行程 注射機(jī)的開模行程應(yīng)大于模具開模時(shí)取出塑件的（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模矩。 即滿足下式： SK≥H1+H2+(5~10) 式中 SK——注塑機(jī)行程（SK=260mm）； H1——脫模距離 （H1=65mm）； H2——塑件高度+澆注系統(tǒng)高度（H2=50+65=115mm）。 則 H1+H2+(5~10)=65+115+10=190mm＜260mm 能滿足要求。 3.3 確定分型面 分型面的確定時(shí)非常重要的，在簡單模具中有的分型面不是水平就是垂直的，這樣的分型面壁較好處理，由于塑件結(jié)構(gòu)的限制，在許多模具中，其分型面不是處于同一平面。對(duì)于這樣的分型面不在同一平面的模具，為了避免合模時(shí)動(dòng)、定模兩部分發(fā)生碰撞，以及減小模具制造的難度可以利用一些角度很小的角作為分型面發(fā)生變化的部位。因此，在確定分型面上時(shí)需遵守以下原則： a.分型面塑件應(yīng)盡可能留在動(dòng)?；蛳履＃员銖膭?dòng)?；蛳履ｍ敵?，簡化模具結(jié)構(gòu)。 b.分型面塑件留于動(dòng)模時(shí)，應(yīng)考慮最簡頂出形式，簡化模具結(jié)構(gòu)。 c.塑件有側(cè)抽芯時(shí)，應(yīng)盡可能放在動(dòng)?；蛳履２糠?，避免定模或下模側(cè)抽芯。 d.塑件有多組抽芯時(shí)，應(yīng)盡量避免長端側(cè)抽芯。 e.頭部有圓弧的塑件，采用圓弧部分分型會(huì)損傷塑件外觀。一般應(yīng)選擇在頭部下端分型。 f.一般塑件分型面的選擇，應(yīng)考慮到塑件的外觀，盡量避免塑件表面留有分型痕跡。 g.有同心度要求的塑件，應(yīng)盡可能將型腔設(shè)在同一分型面上。 h.一般分型面應(yīng)盡可能設(shè)在塑料流動(dòng)方向的末端。以利于排氣。 塑件分型面的選擇應(yīng)保證塑件質(zhì)量的要求。 3.4 確定脫模方式 注塑模必須設(shè)有準(zhǔn)確可靠的脫模機(jī)構(gòu)，以便在每一循環(huán)中將塑件從型芯上自動(dòng)地脫出模外，脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)或推出機(jī)構(gòu)。在設(shè)置推出機(jī)構(gòu)時(shí)，首先需要確定當(dāng)模具開啟后塑件的留模形式，是留在動(dòng)模部分還是留在定模部分，由于頂出系統(tǒng)必須時(shí)建立在塑件所滯留的模具部分中。通常，由于注塑機(jī)的頂出機(jī)構(gòu)時(shí)設(shè)置在動(dòng)模板的一側(cè)，因此大多數(shù)模具的頂出系統(tǒng)是安裝在動(dòng)模中的。為了提高生產(chǎn)效率，縮短成型周期和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，不僅塑件需要順利的脫模，而且澆道中的塑料也必須有其特定的脫模方式。由于塑料塑件的尺寸、形狀各不相同，差距甚大，因而每副模具的頂出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也是各不相同的，但是對(duì)所有注塑模具頂出系統(tǒng)的要求均是相同的。頂出機(jī)構(gòu)總的設(shè)計(jì)原則是： a．盡量設(shè)法使塑件留于動(dòng)模。 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量設(shè)法使塑件在開模的過程中留在動(dòng)模上，以便利用注射機(jī)動(dòng)模上的頂桿或其它推出機(jī)構(gòu)頂出塑件。 b．確保塑件不變形不損壞完整脫出。 要保證塑件在頂出過程中不變形，必須正確分析塑件型腔附著力大小和所在部位，以便選擇合適的頂出方式和頂出裝置，使推力均勻合理分布，塑件平穩(wěn)脫出而不變形。由于塑件收縮時(shí)包緊型芯，因此頂出力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近型芯。 c．盡量不損壞塑件的外觀。 塑件頂出方式的選擇應(yīng)不影響塑件的外觀，若采用頂桿等有頂出痕跡上時(shí)，頂桿應(yīng)設(shè)在塑件加工面或內(nèi)側(cè)面，必要時(shí)還可以在頂桿頂部壓出裝飾文字或圖案。 d．結(jié)構(gòu)可靠。 推出機(jī)構(gòu)必須動(dòng)作可靠、運(yùn)動(dòng)靈活、制造方便、維修與更換容易。 推出機(jī)構(gòu)的種類按動(dòng)力來源可分為手動(dòng)推出，機(jī)動(dòng)推出，液壓氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。按模具中的推出零件分 1、推桿推出：推桿 是一種基本的也是一種常用的制品推出方式，常用的推桿形式有圓形、矩形、“D”形。 2、推件板推出：對(duì)于輪廓封閉且周長較長的制品，采用推件板推出結(jié)構(gòu)。推件板推出部分的形狀根據(jù)制品形狀而定。 3、推管推出：適用于薄壁圓桶形塑件。 4、推塊式脫模：適用于齒輪類或一些帶有凸緣的制品，可防止塑件變形。 5、利用成型零件推出制品的脫模：使用于螺紋型環(huán)一類的制品，利用模具中某些成型零件推出塑件 6、多元聯(lián)合式脫模：對(duì)于某些深腔殼體、薄壁制品以及帶有環(huán)狀凸起、凸肋或金屬嵌件的復(fù)雜制品，為防止其出現(xiàn)缺陷，常采用兩種或兩種以上的推出機(jī)構(gòu)聯(lián)合動(dòng)作以完成脫模過程。 從塑件結(jié)構(gòu)形狀分析，塑件內(nèi)外表面沿脫模方向的脫模斜度為0.5°，以便于脫模和塑件留于動(dòng)模。結(jié)合塑件特點(diǎn)采用推桿推出。 第四章 確定澆注系統(tǒng)形式 普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，可以才用一模兩腔，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設(shè)計(jì)時(shí)必須按如下原則： (1)型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對(duì)稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。 (2)型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。 (3)系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費(fèi)大）：盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。 (4)對(duì)多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。 (5)滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。 (6)澆口位置要適當(dāng)，盡量避免沖擊嵌件和細(xì)小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。 4.1 主流道設(shè)計(jì) 主流道是指噴嘴口起至分流道入口處止的一段通道，它與注塑機(jī)噴嘴在同一軸線上，熔料在主流道并不改變方向。一般主流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： a) 為便于凝料從主流道中拉出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角α=2°~4°。 b) 主流道大端處呈圓角，其半徑常取r=2~6mm,以減小料流轉(zhuǎn)向過渡時(shí)的阻力。 c) 保證塑件成型良好的前提下，主流道的長度L盡量短，否則將會(huì)使主流道凝料增多，塑料耗量大，且增加壓力損失，使塑料降溫過多而影響注射成型。 d) 為了使熔融塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套，以便選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)加工和熱處理，同時(shí)其大端的圓盤凸出的定模高度H=5~10mm,也常有將模具定位環(huán)與主流道襯套分開設(shè)計(jì)的。 本模具中采用的是澆口套和定位圈。定位圈部分與注塑機(jī)定位孔相配，設(shè)計(jì)兩顆M6×20L內(nèi)六角螺釘固定于定模座板，而澆口套也是設(shè)計(jì)兩顆M5×20L內(nèi)六角螺釘固定于定模座板。如圖4.1、4.2所示 為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，起斜度為2°～10°，取其值為60，經(jīng)換算得主流道大端直徑為?8mm。 主流道的形式如圖4.3所示： 圖4.1 定位圈 圖4.2 澆口套 圖4.3 主流道 4.2 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是指主流道末端與澆口之間的部分，是指塑料熔體從主流道進(jìn)入多腔模的各個(gè)型腔或單腔模多處進(jìn)料的通道，起分流和轉(zhuǎn)向作用。分流道的要求是塑料熔體在流動(dòng)中熱量和壓力損失最小，同時(shí)使流道中的塑料量最小。分流道的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： 分流道的表面粗超度要求不能太低一般在Ra1.6微米，這可增加對(duì)外層塑料熔體的流動(dòng)阻力，能使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層，有利于脫模。 分流道的長度要盡可能短，且彎折少，以便減少壓力損失和熱量損失，節(jié)約塑料的原材料和降低能耗。 在此選擇分流道截面為圓形，根據(jù)?塑料模具設(shè)計(jì)師手冊(cè)?表6-5可知材料為ABS的分流道直徑在4.8～9.5之間。故分流道選用梯形形截面如圖4.4所示。 圖4.4 分流道 4.3 澆口的設(shè)計(jì) 澆口的設(shè)置使一個(gè)很復(fù)雜的問題，正確的選擇澆口位置對(duì)成型塑件來說，是至關(guān)重要的。這一點(diǎn)，對(duì)于那些尺寸精度或外觀要求很高的塑件來說尤為突出。此種情況下，澆口位置在試模過程中，往往要經(jīng)過反復(fù)更正才能選擇出最佳位置。而透氣蓋模具設(shè)計(jì)對(duì)塑件的表面外觀要求較高，為滿足塑件表面高光亮的要求與提高成型效率，采用點(diǎn)澆口，其優(yōu)點(diǎn)在于： 第一，塑件分型面處不會(huì)留有進(jìn)料口的疤痕； 第二，當(dāng)塑件經(jīng)冷卻固化后從模具中被推頂出來時(shí)，澆口會(huì)被自動(dòng)切斷，無須后處理。 第三，由于點(diǎn)澆口可開設(shè)在塑件表面見不到的筋、柱上，所以在成型時(shí)，不會(huì)在塑件表面留有由于噴射帶來的噴痕和氣紋等問題。如圖4-4所示： 4.4 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì) 冷料穴是用來儲(chǔ)藏注射間隔內(nèi)由于噴嘴端部溫度低造成的冷料，因冷料進(jìn)入型腔會(huì)影響塑件的質(zhì)量。臥式或立式注射機(jī)上的注塑模的冷料穴，一般都設(shè)置在主流道的末端，即主流道正對(duì)的模板上，直徑宜稍大于主流道大端的直徑，以利于冷料流入。常用的拉料桿結(jié)構(gòu)可分為Z形拉料桿、拉料穴、球形拉料桿、圓錐形拉料桿等。 本模具中采用的是球形拉料桿，就是將拉料桿的頭部做成球形的，可將主流道凝料鉤住，開模時(shí)可將該凝料從主流道中拉出。拉料桿是固定在頂桿固定板上的，在塑件頂出時(shí)凝料一起被頂出，取塑件時(shí)朝拉料桿的側(cè)向稍許移動(dòng)，即可將塑件連同澆注系統(tǒng)一起取下，因此這種拉料桿與模具中的頂桿或頂管等頂出機(jī)構(gòu)一起使用。 第五章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5.1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 a）在保證模具材料有足夠的機(jī)械強(qiáng)度的前提下，冷卻水道盡可能設(shè)置在靠近型腔（型芯）表面。 b）在保證模具材料有足夠的機(jī)械強(qiáng)度的前提下，冷卻水道應(yīng)安排的盡量緊密。 c）冷卻水道的直徑應(yīng)優(yōu)先采用大于6mm，并且各個(gè)水道的直徑也應(yīng)盡量相同，避免由于因水道直徑不同而造成的冷卻液流速不均。 d）對(duì)于中、大型模具，由于冷卻水道很長，會(huì)造成較大的溫度梯度變化，導(dǎo)致在冷卻水道末端（出口處）溫度上升很高，從而影響冷卻效果。從均勻冷卻的方案考慮，對(duì)冷卻液在出、入口處的溫差，一般控制在5℃以下，而精密成型模具，多型腔模具的出、入口溫差則要控制在2～3℃以下，冷卻水道的長度在1.2～1.5以下。因此，對(duì)于中、大型模具，可將冷卻水道分成幾個(gè)獨(dú)立的回路來增大冷卻液的流量，減少壓力損失，提高傳熱效率。 e）塑件較厚的部分應(yīng)特別加強(qiáng)冷卻。 5.2 冷卻水路的形式 冷卻水路應(yīng)根據(jù)塑件的形狀、型腔內(nèi)溫度的分布及澆口位置等情況設(shè)計(jì)成不同的形式。由于該塑件屬于殼類塑件，本設(shè)計(jì)選擇直流式的水路形式，由于該形式制造方便，對(duì)成型淺而面積大的塑件比較適用。 c．冷卻計(jì)算[2] 單位時(shí)間內(nèi)從模具應(yīng)除去的總熱量Q，可用下式計(jì)算： Q=W1[cP(T1-T2)+L] 式中：Q——除去總熱量（J）； W——單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具的塑料重量（g）； c——塑料比熱（J/g·℃）； T——塑料的注塑溫度（℃）； T——模具的表面溫度（℃）； L——塑料的熔化潛熱（J/g）。 根據(jù)塑件的材料，知c＝1.926J/ g·℃,L=1800 J/g；W=60 g, T=260 ℃,T=80℃；將這些數(shù)據(jù)代入（2-2）得： Q=60×[1.926×（260-80）+180]J=31600J 則帶走上述熱量，所需冷卻水量按下式計(jì)算： W= 式中：Ｗ——通過模具的冷卻水流量(g/h)； 　T——出水溫度（℃）； 　 T——入水溫度（℃）； 　 Ｋ——熱傳導(dǎo)系數(shù)； 將K=0.64 ，T=50℃，T=20℃，代入（2-6）得： W= g/h = 987.525g/h=0.27g/s 再由下式可求出冷卻水道的直徑： W=V V=d2L d= 式中：——冷卻液密度（kg/cm3）； V——冷卻水道體積(cm3)； L——冷卻水道長度(cm)； d——冷卻水道直徑(cm)。 將水的密度=0.001 kg/cm3，L=63cm,=3.14代入（2-7）得： d=cm≈0.6cm=6mm 所以本模具冷卻水道的直徑為6mm，具體的分布如圖5.1所示