2519 電動(dòng)助力車電池盒蓋注塑模設(shè)計(jì)及數(shù)控加工程序設(shè)計(jì)

2519 電動(dòng)助力車電池盒蓋注塑模設(shè)計(jì)及數(shù)控加工程序設(shè)計(jì),電動(dòng),助力車,電池,盒蓋,注塑,設(shè)計(jì),數(shù)控,加工,程序設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告設(shè)計(jì)題目 電動(dòng)助力車電池盒蓋注塑模設(shè)計(jì)及數(shù)控加工程序設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 徐福強(qiáng) 學(xué)號(hào) 0732108000 專業(yè) 數(shù)控技術(shù)一、課題的目的意義：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)量有很大意義塑料制品的應(yīng)用日漸廣泛,為塑料模具提供了一個(gè)廣闊的市場(chǎng),同時(shí)對(duì)模具也提出了更高的要求。隨著電動(dòng)車的迅速發(fā)展，對(duì)電動(dòng)車電池盒的設(shè)計(jì)要求會(huì)進(jìn)一步的提高，因此需要設(shè)計(jì)的電動(dòng)車電池盒造型美觀、實(shí)用等更好的性質(zhì)來滿足日益增長的需求。二、近年來國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：1、國內(nèi)方面：80 年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為 13%，在未來的模具市場(chǎng)中，塑料制件在模具總量中的比例還將逐步提高。 經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，模具水平有了較大提高。由于他的抗腐蝕、廉價(jià)等優(yōu)秀品質(zhì)，被應(yīng)用于我國現(xiàn)代化建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域。精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)醫(yī)療塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。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，如青島海信模具有限公司、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，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的 CAD/CAM 系統(tǒng)，這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了 CAD/CAM 的集成，并能支持 CAE 技術(shù)對(duì)成型過程，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動(dòng)了我國模具 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展。2、國外方面：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“小而專”、“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。注塑成型是最大量生產(chǎn)塑料制品的一種成型方法，二十多年來，國外的注塑模 CAD技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。70 年代已開始應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)熔融塑料在圓形、管形和長方形型腔內(nèi)的流動(dòng)情況進(jìn)行分析。80 年代初，人們成功采用有限元法分析三維型腔的流動(dòng)過程，使設(shè)計(jì)人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)，在模具制造前對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和修改，以減少試模時(shí)間，提高模具質(zhì)量。近十多年來，注塑模 CAD 技術(shù)在不斷進(jìn)行理論和試驗(yàn)研究的同時(shí)，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些商品軟件逐步推出，并在推廣和實(shí)際應(yīng)用中不斷改進(jìn)。三、設(shè)計(jì)方案的可行性分析和預(yù)期目標(biāo)：可行性分析：堅(jiān)持很好地全部閱讀指導(dǎo)教師指定的參考資料、文獻(xiàn)，并閱讀了較多的自選資料和較多的外文資料，積極開展調(diào)研論證,此外，還充分利用時(shí)間，提前學(xué)習(xí)專業(yè)軟件，能夠熟練運(yùn)用 CAD 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、加工等操作，使產(chǎn)品提前得到的方案可行性設(shè)計(jì)。預(yù)期目標(biāo)：使用 UG 軟件將設(shè)計(jì)完成的塑料制品調(diào)入到模具設(shè)計(jì)模組當(dāng)中，進(jìn)行裝配和型腔排布，再進(jìn)行注塑模具、型腔、型芯滑塊等成型零件的設(shè)計(jì)，最后完成二維工程三視圖。四、所需要的儀器設(shè)備、材料：UG 、AUTOCAD,、手工繪圖工具、測(cè)量工具。五、課題分階段進(jìn)度計(jì)劃：序號(hào) 起止日期 工 作 內(nèi) 容 階段成果1 2011.3.23--20114.5 調(diào)研階段，獲取感性認(rèn)識(shí)。 完成模具方面知識(shí)的大體情況、完成英語翻譯2 2011.4.6--2011.4.19 確定設(shè)計(jì)總體方案 。 繪制裝配草圖3 2011.4.20--2011.4.26 理論計(jì)算和分析階段。 完成零件的尺寸要求。4 2011. 4.27--2011.5.24 繪制圖紙和程序設(shè)計(jì)階段。 完成圖紙的繪制5 2011.5.25—2011.6.7 按學(xué)校要求撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。 畢業(yè)論文撰寫6 2011.6.8—2011.6.14 答辯 仔細(xì)檢查，減少不必要的錯(cuò)誤。72011.6.15—20111.6.19根據(jù)答辯結(jié)果修改相關(guān)資料，并整理上交歸檔。改正錯(cuò)誤。指導(dǎo)教師意見：簽字：2011 年 月 日前 言1目 錄摘 要 .......................................................................................................... IABSTRACT（英文摘要） ............................................................................ Ⅱ目 錄 .......................................................................................................... Ⅲ第一章 引 言 ............................................................................................. 11.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 .................................................................... 11.2 各種模具的分類和占有量 ........................................................................... 11.3 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀 ................................................................................... 21.4 世界五大塑料生產(chǎn)國的產(chǎn)能狀況 ............................................................... 31.5 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) ............................................................... 4第二章 塑料的工藝分析 ............................................................................... 72.1 塑件成形工藝分析 ......................................................................................... 72.2 電池盒蓋原料（ABS）的成型特性與工藝參數(shù) ......................................... 8第三章 注塑設(shè)備的選擇 ............................................................................... 93.1 估算塑件體積 ................................................................................................. 93.2 選擇注射機(jī) ..................................................................................................... 93.3 模架的選定 ..................................................................................................... 103.4 最大注射壓力的校核 ..................................................................................... 10第四章 塑料件的工藝尺寸的計(jì)算 ................................................................ 124.1 型腔的徑向尺寸 ............................................................................................. 124.2 型芯的計(jì)算 ..................................................................................................... 134.3 模具型腔壁厚的計(jì)算 ..................................................................................... 13第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................................................... 145.1 主流道的設(shè)計(jì) ................................................................................................. 145.2 冷料井的設(shè)計(jì) ................................................................................................. 155.3 分流道的設(shè)計(jì) ................................................................................................. 155.4 澆口的選擇 ...........................................................................................19第六章 分型面的選擇與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ..................................................... 216.1 分型面的選擇塑件成形工藝分析 ................................................................. 216.2 排氣槽的設(shè)計(jì) ................................................................................................. 21前 言2第七章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ....................................................................... 22第八章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ............................................................................... 23第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ....................................................................... 2391 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ...................................................................................... 249.2 模具加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ..................................................................................... 25第十章 模具的裝配 ...................................................................................... 2510.1 模具的裝配順序 ........................................................................................... 2610.2 開模過程分析 ............................................................................................... 27第十一章 典型零件的數(shù)控加工程序 ............................................................. 28結(jié)論 ............................................................................................................. 33參考資料 ...................................................................................................... 34致 謝 ........................................................................................................... 34前 言3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。本設(shè)計(jì)介紹了注射成型的基本原理，特別是單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)介紹了冷流道注射模具澆注系統(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 PRO/ENGNEER 的 PROGRAM 模塊，對(duì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計(jì)。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) PROGRAM 的學(xué)習(xí)，可以建立較簡(jiǎn)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；參數(shù)化；鑲件；分型面前 言4SummaryThe plastics products to have already with daily life wait the aspect to acquire the extensive application at the industry, agriculture, national defense. Especially in the electronic industry then and particularly for outstanding. Electronics product that the outer shell spare parts that exaltation is mostly plastics function that request the high quantity. Type craft with product the design.The plastics products of the type method is a lot of. Among them most of inject, die-casting to compatibly press type etc. But inject the mold, extrude, extrude roughly share type total amount of 60% above inject the type is divided in to add the material, meltdown plastics, and inject to make piece to cool off with make the piece to take off the mold to wait five steps. Certainly if make use off the electricity control. Can realize half auto or automatic homework.. Because inject the mold the type`s extensive suitable for use, exactly the basic point of departure of my this design.前 言5第一章 前 言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。早在 1989 年 3 月中國政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。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? 言6們一般都是依靠三維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?？煞譃槁淞夏?，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。Ⅱ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。1.3 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀目前，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，康前 言7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 年起提前 言8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。在美國塑料制品加工業(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。德國塑料制品加工業(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。德國塑料制品加工企業(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。中國今年塑料制品市場(chǎng)將持續(xù)走強(qiáng)，在包裝、工程、建材、農(nóng)用和日用塑料制品等各個(gè)領(lǐng)域都將有較大幅度的增長，需求量將超過 2500 萬噸。其中包裝塑料制品今年需求量將超過 850 萬噸，工程塑料制品需求量將達(dá) 400 萬噸左右，建材塑料制品需求量將達(dá) 300 萬噸以上，農(nóng)用塑料制品需求量將在 500 萬噸左右，日用塑料制品需求量約為 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，前 言9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，韓國塑料制品加工業(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)。前 言10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。第二章 塑料的工藝分析一、塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析1、塑件（手機(jī)外殼）模型圖：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(duì)表面粗糙度要求不高。（2）工藝性分析精度等級(jí)：采用 5 級(jí)低精度脫模斜度：塑件外表面 40?－1°20? 塑件內(nèi)表面 30?－1° （脫模斜度不包括在前 言11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)。 ）二、ABS 的注射成型工藝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、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(shí)間 (h) 2——3（4）密度（g/ cm?）: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(shí)間（S ）：注射時(shí)間 20——90高壓時(shí)間 0——5冷卻時(shí)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(shí)間（h） 2——4三、ABS 性能分析1、使用性能：前 言12①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(duì) 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、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(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脂，料溫更宜取高） 。料溫對(duì)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(duì)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(shí)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(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)斜流的阻力，模具設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)塑件表面呈“白色 ”痕跡（但在熱水中加熱可消失） 。⑥ABS 在升溫時(shí)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。3、ABS 主要技術(shù)指標(biāo)：表 1-1 熱物理性能密度(g/ cm?) 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前 言13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無缺口 261沖擊韌度(簡(jiǎn)支梁式) 缺 口 11布氏硬度 9.7R121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—85四、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。第二章 模具結(jié)構(gòu)形式的擬定一、確定型腔數(shù)量及排列方式一般來說，精度要求高的小型塑件和中大型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)；對(duì)于精度要求不高的小型塑件（沒有配合精度要求） ，形狀簡(jiǎn)單，又是大批量生產(chǎn)時(shí)，若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。型腔的數(shù)目可根據(jù)模型的大小情況而定。該塑件對(duì)精度要求不高，為低精度塑件，再依據(jù)塑件的大小，采用一模兩型的前 言14模具結(jié)構(gòu)。二、模具結(jié)構(gòu)形式的確定1.多型腔單分型面模具：塑件外觀質(zhì)量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此結(jié)構(gòu)。2.多型腔多分型面模具：塑件外觀質(zhì)量要求高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此結(jié)構(gòu)。該塑件外觀質(zhì)量要求不高，是尺寸精度要求較低的小型塑件，因此可采用多型腔單分型面的設(shè)計(jì)。從塑件上容易看出模具的分型面位置、摧出機(jī)構(gòu)的設(shè)置以及澆口的位置。分型面為單分型面垂直分型。最常用的澆口形式有：第一是側(cè)澆口。這種澆口形式注射工藝工人比較熟悉，在制造上加工比較方便，但不得因素是澆道流程長，熱量損耗大，因此容易產(chǎn)生明顯的拼料痕跡。如果要得到改善，則需加大澆道尺寸，但隨之澆道部份的回料增多。其次塑料的進(jìn)料口部分需去毛刺，這樣既增加了去毛刺的工時(shí)，又損壞了周圍的美觀。第二是點(diǎn)澆口。塑料注射時(shí)，在點(diǎn)澆口以高速注入型腔，一部份動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽虼怂芰显跁?huì)合時(shí)的熱量損耗比側(cè)澆口少，所以會(huì)合處熔合較好，熔接痕不太明顯。其缺點(diǎn)是塑件的正面將留下點(diǎn)燒口的痕跡，影響塑件的美觀，并且為了取出點(diǎn)澆口的澆道剩料，型腔必須移動(dòng)。由于型腔重量較大，所以不方便移動(dòng)。第三種是綜合上述兩種澆口形式的優(yōu)缺點(diǎn)，采用剪切澆口。因?yàn)樗芗?cè)壁距離橫澆道較遠(yuǎn)，因直接在側(cè)壁進(jìn)料是很難實(shí)現(xiàn)的，因此又增設(shè)了工藝輸助澆口，從而使?jié)沧⑾到y(tǒng)進(jìn)一步完善。這種澆口形式主要有以下優(yōu)點(diǎn)：一是塑件表面無澆口痕跡，并且外表面無明顯的熔接痕，所以外觀質(zhì)量較好。二是澆口的位置和數(shù)量可視塑件的質(zhì)量而增加、減少或改變澆口的位置、模具修改也比較方便。三是在塑件頂出的同時(shí)，澆口剪斷并脫落，可節(jié)省去毛刺工序，并有得于機(jī)床自動(dòng)化。從塑料流程盡量一致的原則出發(fā)，采用了兩個(gè)剪切澆口處都設(shè)有頂桿，用以切斷剪切澆口，其工藝輔助澆口可手工去除。第三章 注塑機(jī)型號(hào)的確定除了模具的結(jié)構(gòu)、類型和一些基本參數(shù)和尺寸外，模具的型腔數(shù)、需用的注射前 言15量、塑件在分型面上的投影面積、成型時(shí)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(duì)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(jì)模具與選擇注射機(jī)型號(hào)。一、有關(guān)塑件的計(jì)算1、體積 = 3.9420934 （cm?） 曲面面積 = 8.7216837 （cm2 ）密度 = 1.05 (g/ cm?）質(zhì)量 = 4.1391980 (g)二、注射機(jī)型號(hào)的確定根據(jù)塑件的體積初步選定用 XS-Z-60（臥式）型注塑機(jī)。SZ-60/40（臥式）型注塑機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格如下表： 表 3-1 注塑機(jī)的主要參數(shù)理論注射容積(cm?） 60 螺桿直徑(mm) 30注射壓力(MPa) 180 注射速率(g/s) 70塑化能力(g/s) 35 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 0—200鎖模力(kN) 400 拉桿有較距離(mm) 220×300移模行程(mm) 250 模具最大厚度(mm) 250模具最小厚度(mm) 150 鎖模形式 雙曲肘模具定位孔直徑(mm) ￠80 噴嘴球半徑(mm) SR10噴嘴口孔徑(mm) ￠3 模板尺寸(mm) 200×315三、注射機(jī)及型腔數(shù)量的校核1、主流道的體積約為：V(cm?) = 3.14×0.632×2.5 = 3.9882、分流道與澆口的體積約為：V(cm?) = 13×1.1304 = 14.69523、該模具總共需填充塑件的體積約為：V(cm?) = 2 × 3.9420934 + 3.988 + 14.6952 = 26.5672前 言16四、注射機(jī)及參數(shù)量的校核1、注射量的校核注射機(jī)一個(gè)注射周期內(nèi)所需注射量的塑料熔體的總量必須在注射機(jī)額定注射量的 80%以內(nèi)。在一個(gè)注射成形周期內(nèi)，需注射入模具內(nèi)的塑料熔體的容量或質(zhì)量，應(yīng)為制件和澆注系統(tǒng)兩部份容量或質(zhì)量之和，即V = nVz + Vj或 M = nmz + mj式中 V（m）——一個(gè)成形周期內(nèi)所需射入的塑料容積或質(zhì)量(cm?或 g） ；n ——型腔數(shù)目Vz（mz）——單個(gè)塑件的容量或質(zhì)量 (cm?或 g） 。Vj（mj）——澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需塑料的容量或質(zhì)量(cm?或 g） 。故應(yīng)使nVz + Vj ≤ 0.8Vg或 nmz + mj ≤ 0.8mg式中 Vg（mg）——注射機(jī)額定注射量(cm?或 g） 。根據(jù)容積計(jì)算nVz + Vj = 26.5672 ≤0.8Vg可見注射機(jī)的注射量符合要求2、型腔數(shù)量的確定和校核型腔數(shù)量與注射機(jī)的塑化率、最大注射量及鎖模力等參數(shù)有關(guān)，此外，還受塑件的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因數(shù)影響?？筛鶕?jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù) n式中 K——注射機(jī)的最大注射量的得用系數(shù)，一般取 0.8；mN——注射機(jī)允許的最大注射量；m 2——澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量或體積（g 或 cm?） ；m 1——單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積（g 或 cm?） 。所以需要 n=2 符合要求前 言173、塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校核注射成型時(shí)，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。如果這一數(shù)值超過了注射機(jī)允許使用的最大成型面積，則成型過程中將會(huì)出現(xiàn)溢漏現(xiàn)象。因此，設(shè)計(jì)注射模時(shí)必須滿足下面關(guān)系：nA1 + A2 ﹤ A式中 A——注射機(jī)允許使用的最大成型面積(mm2）其他符號(hào)意義同前。注射成型時(shí)，模具所需的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關(guān)，為了可靠地鎖模，不使成型過程中出現(xiàn)溢漏現(xiàn)象，應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力，即：(nA1 + A2)p ﹤ F 式中符號(hào)意義同前。所以需要 2×40×95+9×80=83200﹤A 查得 ABS 的平均成型壓力為30（cm2/MPa）（2×4×9.5+0.9×8）×30=83.2×30=2.5﹤F 符合要求4、最大注射壓力校核注射機(jī)的額定注射壓力即為它的最高壓力 pmax,應(yīng)該大于注射機(jī)成型時(shí)所調(diào)用的注射壓力，即：pmax﹥Kp0 很明顯，上式成立，符合要求。5、模具與注射機(jī)安裝部份的校核噴嘴尺寸 注射機(jī)頭為球面，其球面半徑與相應(yīng)接觸的模具主流道始端凹下的球面半徑相適應(yīng)。模具厚度 模具厚度 H（又稱閉合高度）必須滿足：Hmin﹤H﹤Hmax式中 Hmin——注射機(jī)允許的最小厚度，即動(dòng)、定模板之間的最小開距；Hmax——注射機(jī)允許的最大模厚。前 言18注射機(jī)允許厚度 150﹤H﹤250 符合要求。6、開模行程校核開模行程 s（合模行程）指模具開合過程中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離。注射機(jī)的最大開模行程與模具厚度無關(guān)，對(duì)于單分型面注射模：Smax ≥ s = H1 + H2 + 5—10mm式中 H1——摧出距離（脫模距離） （mm） ；H2——包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度（mm ） 。開模距離取 H1 = 20包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度取 H2 = 40余量取 8 則有：Smax ≥ s = 20+20+28 =68 符合要求。第四章 分型面位置的確定分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)特性及塑料的脫模。一、 分型面的形式該塑件的模具只有一個(gè)分型面，垂直分型。二、 分型面的設(shè)計(jì)原則由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、形狀以及摧出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則：① 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處② 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模③ 保證塑件的精度④ 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求⑤ 便于模具制造加工⑥ 注意對(duì)在型面積的影響⑦ 對(duì)排氣效果前 言19⑧ 對(duì)側(cè)抽芯的影響在實(shí)際設(shè)計(jì)中，不可能全部滿足上述原則，一般應(yīng)抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。三、 分型面的確定第五章 澆注系統(tǒng)的形式和澆口的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是指凝料熔體從注射機(jī)噴嘴射出后到達(dá)型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道。澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道的澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑料制件以及最佳的成型效率有直接的影響。該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。一、澆注系統(tǒng)的尺寸是否合理不僅對(duì)塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響效大，而且還在與塑件所用塑料的利用率、成型效率等相關(guān)。對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循如下基本原則：① 了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動(dòng)性。② 采用尺量短的流程，以減少熱量與壓力損失。③ 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)有利于良好的排氣。④ 防止型芯變形和嵌件位移。⑤ 便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。⑥ 澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布局同時(shí)考慮。⑦ 流動(dòng)距離比和流動(dòng)面積比的校核。二、主流道的設(shè)計(jì)主流道的形狀和尺寸最先影響著塑料熔體的流動(dòng)速度及填充時(shí)間，必須使熔體的溫度降低和壓力降最小，且不損害其把塑料熔體輸送到最“遠(yuǎn)” 位置的能力。在臥式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為使凝料能從其中順利拔出，需設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為 2°——6°。前 言201、主流道的尺寸（1） 主流道小端直徑 主流道小端直徑 d = 注射機(jī)噴嘴直徑 + 2 ～ 3= 3 + 2 ～ 3 取 d = 5（mm） 。（2） 主流道的球半徑主流道的球半徑 SR = 10 + 1 ～ 2 取 SR = 12（mm） 。（3） 球面配合高度球面配合高度為 3 ～ 5 取 3（mm） 。（4） 主流道長度主流道長度 L，應(yīng)盡量小于 60mm， ，上標(biāo)準(zhǔn)模架及該模具結(jié)構(gòu)，取L = 32（mm）（5） 主流道錐度主流道錐角一般應(yīng)在 2°——6°，取 α = 4°，所以流道錐度為 α/2=2°。（6） 主流道大端直徑主流道大端直徑 D = d+2Ltg（α/２） （α=4°）≈ 6.3（mm）（7） 主流道大端倒圓角倒角 D/8 ≈ 0.6（mm）根據(jù)以上數(shù)據(jù)和注射機(jī)的有關(guān)參數(shù)，設(shè)計(jì)出主流道如下圖：圖 5-1 主流道形式2、主流道襯套的形式主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交換地反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的襯套式（俗稱澆口套） ，以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼如 T8A、T10A 等，熱處理要求淬火 53 ～ 57 HRC。主流道襯套應(yīng)設(shè)置在模具對(duì)稱中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)噴嘴同一軸心線。圖 5-2 主流道的位置主流道襯套的形式有兩種：一是主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式，一般用于前 言21小型模具；二是主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合在固定在模板上。該模具尺寸較小，主流道襯套可以選用整體式。 三、冷料井的設(shè)計(jì)在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約10～25mm 的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動(dòng)性能及成型性能不佳，如果這里相對(duì)較低的冷料進(jìn)入型腔，便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料井（冷料穴） 。1、 主流道冷料井的設(shè)計(jì)主流道冷料井設(shè)計(jì)成帶有摧桿的冷料井，底部由一根摧桿組成，摧桿裝于摧桿固定板上，與摧桿脫模機(jī)構(gòu)連用。冷料井的孔設(shè)計(jì)成倒錐形，便于將主流道凝料拉出。當(dāng)其被摧出時(shí)，塑件和流料凝道能自動(dòng)墜落，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。2、分流道冷料井的設(shè)計(jì)當(dāng)分流道較長時(shí)，可將分流道的端部沿料流前進(jìn)方向延長作為分流道冷料井，以儲(chǔ)存前鋒冷料，其長度為分流道直徑的 1.5～2 倍。四、分流道的設(shè)計(jì)該模具為一模兩腔的結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)置分流道。分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動(dòng)過程中壓力損失及熱量損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。1、 分流道的截面面形狀常用分流道的截面面形狀有圓形、梯形、U 字形和六角形等。要減少流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大，流道的表面積小，以減少傳熱損失，因此可用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率。圓形截面效率最高（即比表面最小） ，由于正方形流道凝料脫模困難，實(shí)際使用側(cè)面具有斜度為 5°～ 10°的梯形流道。淺矩形及半圓形截面流道，由于其效率低（比表面大） ，通常前 言22不采用，當(dāng)分型面為平面時(shí)，可采用梯形或 U 字型截面的分流道。從上述分析，為了減少流道的熱量損失考慮到流道的效率，該模具分流道截面采用圓型截面。2、 分流道的截面尺寸分流道的截面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形體積、塑件壁厚、塑件形狀、所用塑料的工藝性能、注射速率以及分流道的長度等因素來確定。（1）對(duì)于壁厚小于 3mm,質(zhì)量在 200g 以下的塑件，可用下述公式確定分流道的直徑：D = 0.2654W L 其中 D——流道直徑（mm） ；W——塑件的質(zhì)量（g） ；L——分流道的