外壳零件的注塑模设计.doc

1、毕业设计说明文11 绪 论1.1 我 国 注 塑 模 具 的 发 展 现 状 。80 年 代 以 来 ， 在 国 家 产 业 政 策 和 与 之 配 套 的 一 系 列 国 济 政策 的 支 持 和 引 导 下 ， 我 国 模 具 工 业 发 展 迅 速 ， 年 均 增 速 均 为13%， 1999 年 我 国 模 具 工 业 产 值 为 245 亿 ， 至 2000 年 我 国 模 具总 产 值 预 计 为 260-270 亿 元 ， 其 中 塑 料 模 约 占 30%左 右 。 在 未来 的 模 具 市 场 中 ， 塑 料 模 在 模 具 总 量 中 的 比 例 还 将 逐 步 提 高 。

2、 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 较 大 提 高 。 在 大 型 模 具 方 面 已 能 生 产 48 英 寸 大 屏 幕 彩 电 塑壳 注 射 模 具 、 6.5kg 大 容 量 洗 衣 机 全 套 塑 料 模 具 以 及 汽 车 保 险 杠 和整 体 仪 表 板 等 塑 料 模 具 ； 精 密 塑 料 模 具 方 面 ， 已 能 生 产 照 相 机 塑 料 件模 具 、 多 型 腔 小 模 数 齿 轮 模 具 及 塑 封 模 具 。 如 天 津 津 荣 天 和 机 电 有 限公 司 和

3、烟 台 北 极 星 I.K 模 具 有 限 公 司 制 造 的 多 腔 VCD 和 DVD 齿轮 模 具 ， 所 生 产 的 这 类 齿 轮 塑 件 的 尺 寸 精 度 、 同 轴 度 、 跳 动 等 要 求 都达 到 了 国 外 同 类 产 品 的 水 平 ， 而 且 还 采 用 最 新 的 齿 轮 设 计 软 件 ， 纠 正了 由 于 成 型 收 缩 造 成 的 齿 形 误 差 ， 达 到 了 标 准 渐 开 线 齿 形 要 求 。 还 能生 产 厚 度 仅 为 0.08mm 的 一 模 两 腔 的 航 空 杯 模 具 和 难 度 较 高 的 塑 料门 窗 挤 出 模 等 等 。 注 塑

4、模 型 腔 制 造 精 度 可 达 0.02 0.05mm，表 面 粗 糙 度 Ra0.2 m， 模 具 质 量 、 寿 命 明 显 提 高 了 ， 非 淬 火 钢 模 寿命 可 达 10 30 万 次 ， 淬 火 钢 模 达 50 1000 万 次 ， 交 货 期 较 以前 缩 短 ,但 和 国 外 相 比 仍 有 较 大 差 距 . 成 型 工 艺 方 面 ， 多 材质 塑 料 成 型 模 、 高 效 多 色 注 射 模 、 镶 件 互 换 结 构 和 抽 芯 脱 模 机 构 的 创新 设 计 方 面 也 取 得 较 大 进 展 。 气 体 辅 助 注 射 成 型 技 术 的 使 用 更

5、趋 成 熟 ，如 青 岛 海 信 模 具 有 限 公 司 、 天 津 通 信 广 播 公 司 模 具 厂 等 厂 家 成 功 地 在29 34 英 寸 电 视 机 外 壳 以 及 一 些 厚 壁 零 件 的 模 具 上 运 用 气 辅 技 术 ，一 些 厂 家 还 使 用 了 C-MOLD 气 辅 软 件 ， 取 得 较 好 的 效 果 。 如 上 海 新普 雷 斯 等 公 司 就 能 为 用 户 提 供 气 辅 成 型 设 备 及 技 术 。 热 流 道 模 具 开 始推 广 ， 有 的 厂 采 用 率 达 20%以 上 ， 一 般 采 用 内 热 式 或 外 热 式 热 流 道装 置 ，

6、少 数 单 位 采 用 具 有 世 界 先 进 水 平 的 高 难 度 针 阀 式 热 流 道 装 置 ，少 数 单 位 采 用 具 有 世 界 先 进 水 平 的 高 难 度 针 阀 式 热 流 道 模 具 。 但 总 体上 热 流 道 的 采 用 率 达 不 到 10%， 与 国 外 的 50 80%相 比 ， 差 距 较大 。 在 制 造 技 术 方 面 ， CAD/CAM/CAE 技 术 的 应 用 水 平 上 了 一 个 新台 阶 ， 以 生 产 家 用 电 器 的 企 业 为 代 表 ， 陆 续 引 进 了 相 当 数 量 的CAD/CAM 系 统 ， 如 美 国 EDS 的 UG

7、 、 美 国 Parametric Technology 公 司 的 Pro/Emgineer、 美 国 CV 公 司 的 CADS5、 英国 Deltacam 公 司 的 DOCT5、 日 本 HZS 公 司 的 CRADE、 以 色 列 公司 的 Cimatron、 美 国 AC-Tech 公 司 的 C-Mold 及 澳 大 利 亚Moldflow 公 司 的 MPA 塑 模 分 析 软 件 等 等 。 这 些 系 统 和 软 件 的 引 进 ，虽 花 费 了 大 量 资 金 ， 但 在 我 国 模 具 行 业 中 ， 实 现 了 CAD/CAM 的集 成 ， 并 能 支 持 CAE 技

8、 术 对 成 型 过 程 ， 如 充 模 和 冷 却 等 进 行 计 算 机模 拟 ， 取 得 了 一 定 的 技 术 经 济 效 益 ， 促 进 和 推 动 了 我 国 模 具毕业设计说明文2CAD/CAM 技 术 的 发 展 。 近 年 来 ， 我 国 自 主 开 发 的 塑 料 模CAD/CAM 系 统 有 了 很 大 发 展 ， 主 要 有 北 航 华 正 软 件 工 程 研 究 所 开 发 的CAXA 系 统 、 华 中 理 工 大 学 开 发 的 注 塑 模 HSC5.0 系 统 及 CAE 软件 等 ， 这 些 软 件 具 有 适 应 国 内 模 具 的 具 体 情 况 、 能

9、在 微 机 上 应 用 且 价格 较 低 等 特 点 ， 为 进 一 步 普 及 模 具 CAD/CAM 技 术 创 造 了 良 好 条件 。 近 年 来 ， 国 内 已 较 广 泛 地 采 用 一 些 新 的 塑 料 模 具 钢 ， 如 ：P20、 3Cr2Mo、 PMS、 SM 、 SM 等 ， 对 模 具 的 质 量 和 使 用 寿 命 有着 直 接 的 重 大 的 影 响 ， 但 总 体 使 用 量 仍 较 少 。 塑 料 模 标 准 模 架 、 标 准推 杆 和 弹 簧 等 越 来 越 广 泛 地 得 到 应 用 ， 并 且 出 现 了 一 些 国 产 的 商 品 化的 热 流 道

10、系 统 元 件 。 但 目 前 我 国 模 具 标 准 化 程 度 和 商 品 化 程 度 一 般 在30%以 下 ， 和 国 外 先 进 工 业 国 家 已 达 到 70%-80%相 比 ， 仍 有 很 大差 距 。 据 有 关 方 面 预 测 ， 模 具 市 场 的 总 体 趋 热 是 平 稳 向 上 的 ， 在 未 来的 模 具 市 场 中 ， 塑 料 模 具 的 发 展 速 度 将 高 于 其 它 模 具 ， 在 模 具 行 业 中的 比 例 将 逐 步 提 高 。 随 着 塑 料 工 业 的 不 断 发 展 ， 对 塑 料 模 具 提 出 越 来越 高 的 要 求 是 正 常 的 ，

11、 因 此 ， 精 密 、 大 型 、 复 杂 、 长 寿 命 塑 料 模 具 的发 展 将 高 于 总 量 发 展 速 度 。 同 时 ， 由 于 近 年 来 进 口 模 具 中 ， 精 密 、 大型 、 复 杂 、 长 寿 命 模 具 占 多 数 ， 所 以 ， 从 减 少 进 口 、 提 高 国 产 化 率 角度 出 发 ， 这 类 高 档 模 具 在 市 场 上 的 份 额 也 将 逐 步 增 大 。 建 筑 业 的 快 速发 展 ， 使 各 种 异 型 材 挤 出 模 具 、 PVC 塑 料 管 材 管 接 头 模 具 成 为 模具 市 场 新 的 经 济 增 长 点 ， 高 速 公

12、路 的 迅 速 发 展 ， 对 汽 车 轮 胎 也 提 出 了更 高 要 求 ， 因 此 子 午 线 橡 胶 轮 胎 模 具 ， 特 别 是 活 络 模 的 发 展 速 度 也 将高 于 总 平 均 水 平 ； 以 塑 代 木 ， 以 塑 代 金 属 使 塑 料 模 具 在 汽 车 、 摩 托 车工 业 中 的 需 求 量 巨 大 ； 家 用 电 器 行 业 在 “十 五 ”期 间 将 有 较 大发 展 ， 特 别 是 电 冰 箱 、 空 调 器 和 微 波 炉 等 的 零 配 件 的 塑 料 模 需 求 很 大 ；而 电 子 及 通 讯 产 品 方 面 ， 除 了 彩 电 等 音 像 产 品

13、 外 ， 笔 记 本 电 脑 和 网 机顶 盒 将 有 较 大 发 展 ， 这 些 都 是 塑 料 模 具 市 场 的 增 长 点 。 【 1】 整体 来 看 ， 中 国 塑 料 模 具 无 论 是 在 数 量 上 ， 还 是 在 质 量 、 技 术 和 能 力 等方 面 都 有 了 很 大 进 步 ， 但 与 国 民 经 济 发 展 的 需 求 、 世 界 先 进 水 平 相 比 ，差 距 仍 很 大 。 一 些 大 型 、 精 密 、 复 杂 、 长 寿 命 的 中 高 档 塑 料 模 具 每 年仍 需 大 量 进 口 。 在 总 量 供 不 应 求 的 同 时 ， 一 些 低 档 塑 料

14、 模 具 却 供 过 于求 ， 市 场 竞 争 激 烈 ， 还 有 一 些 技 术 含 量 不 太 高 的 中 档 塑 料 模 具 也 有 供过 于 求 的 趋 势 。 2 、 国 外 塑 料 模 的 发 展 状 况 国 外先 进 国 家 对 发 展 塑 料 模 很 重 视 ， 塑 料 模 比 例 一 般 占 30%-40%。专 业 化 、 标 准 化 程 度 高 、 设 计 和 工 艺 技 术 先 进 ， 如 模 具CAD/CAM 技 术 采 用 普 遍 ， 加 工 设 备 数 控 化 率 高 等 ， 模 具 生 产 效 率高 、 周 期 短 。 国 外 ， 70%以 上 是 商 品 化 的

15、 。 工 艺 装 备 水 平 CAE技 术 在 欧 美 已 经 逐 渐 成 熟 。 在 注 射 模 设 计 中 应 用 CAE 分 析 软 件 ，模 拟 塑 料 的 冲 模 过 程 ， 分 析 冷 却 过 程 ， 预 测 成 型 过 程 中 可 能 发 生 的 缺陷 。 CAE 技 术 在 模 具 设 计 中 的 作 用 越 来 越 大 ， 意 大 利 COMAU 公司 应 用 CAE 技 术 后 ， 试 模 时 间 减 少 了 50%以 上 。 一 些 寿 命 高 的和 高 精 度 的 模 具 拿 制 作 模 具 的 原 材 料 来 说 ， 国 内 的 很 难 达 到 大 型 、 精密 模

16、具 所 需 要 的 性 能 要 求 、 CAE CAD CAM.CAPP 等 软 件 很 多 都 是国 外 的 。 拿 塑 封 模 具 来 说 ， 国 外 一 次 可 以 加 工 出 上 百 个 型 腔 的 模 具 ，毕业设计说明文3还 有 热 流 道 技 术 、 气 辅 成 型 这 些 工 艺 应 用 都 很 普 遍 。 德 国 的 模具 很 多 采 用 热 流 道 技 术 ， 使 用 热 流 道 技 术 ， 周 期 短 ， 精 度 高 。1.2 注 塑 成 型 过 程 。塑 料 成 型 加 工 机 械 和 成 型 模 具 发 展 十 分 迅 速 ， 高 效 ， 自 动 化 ， 大 型 ，微

17、 型 ， 精 密 ， 高 寿 命 的 模 具 在 整 个 模 具 行 业 中 所 占 的 比 例 越 来 越 大 。我 国 大 型 、 复 杂 、 精 密 、 高 效 和 长 寿 命 模 具 又 上 了 一 个 新 台 阶 ， 不 少种 类 模 具 已 能 替 代 进 口 模 具 ， 模 具 CAD/CAM 技 术 得 到 了 较 快 推广 应 用 并 取 得 了 良 好 效 果 ， 快 速 成 形 制 造 技 术 和 设 备 有 了 长 足 发 展 并已 开 始 进 入 实 用 推 广 阶 段 ， 高 速 铣 等 新 一 代 制 造 技 术 已 被 人 们 重 视 并开 始 应 用 。 从

18、模 具 使 用 角 度 来 说 ， 要 求 高 效 ， 自 动 化 ， 作 简 便 ； 从 模具 制 造 角 度 ， 要 求 结 构 合 理 ， 制 造 容 易 ， 低 成 本 。 现 代 塑 料 制 品 生 产中 ， 合 理 的 加 工 工 艺 ， 高 效 的 设 备 ， 先 进 的 模 具 是 必 不 可 少 的 三 项 重要 因 素 。 模 具 与 其 他 机 械 产 品 比 较 ， 一 个 重 要 特 点 就 是 技 术 含 量 高 、净 产 值 比 重 大 。 随 着 化 工 、 轻 工 产 业 的 快 速 发 展 ， 我 国 的 模 具 工 业 近年 来 一 直 以 每 年 13

19、15 左 右 的 增 长 速 度 高 速 发 展 ， 而 各 行 业对 模 具 的 要 求 也 越 来 越 高 。 面 对 市 场 的 变 化 ， 有 着 高 技 术 含 量 的 模 具正 在 市 场 上 崭 露 头 角 。 随 着 工 业 发 展 ， 工 业 产 品 的 品 种 、 数 量 越 来 越多 ； 对 产 品 质 量 和 外 观 的 要 求 ， 更 是 趋 精 美 ， 华 气 。 因 此 ， 结 合 中 国具 体 情 况 ， 学 习 国 外 模 具 工 业 建 设 和 模 具 生 产 的 经 验 ， 宣 传 、 推 行 科学 合 理 化 的 模 具 生 产 ， 才 能 推 进 模

20、具 技 术 的 进 步 。 注 塑 成 型 是 热 塑 性 塑 料 制 件 最 重 要 的 加 工 方 法 。 用 此 方 法 加 工成 型 的 塑 料 制 件 ， 其 品 种 与 样 式 之 多 是 其 他 成 型 方 法 无 可 比 拟 的 。 起过 程 是 借 助 与 螺 杆 的 推 力 ， 将 已 塑 化 的 塑 料 熔 体 注 入 闭 合 的 模 具 型 腔内 ， 经 冷 却 固 化 定 型 后 开 模 得 到 塑 件 。 因 此 ， 构 成 注 塑 成 型 的 三 个 必 要 条 件 ： 一 是 塑 件 必 须 以 熔 融 状态 进 入 模 腔 ； 二 是 塑 料 溶 体 必 须

21、要 有 足 够 的 压 力 和 流 速 ， 以 确 保 及 时的 充 满 整 个 模 腔 的 各 个 角 落 ； 三 是 需 有 符 合 制 件 形 状 和 尺 寸 并 满 足 成型 工 艺 的 要 求 的 模 具 。 注 塑 成 型 技 术 与 其 他 成 型 技 术 相 比 较 有 其 独 特 的 优 势 ， 表 现 在以 下 几 个 方 面 ： 其 一 是 成 型 物 料 的 熔 融 塑 化 和 流 动 造 型 是 分 别 是 在 塑料 筒 和 模 腔 两 处 进 行 ， 模 具 可 以 始 终 处 于 是 溶 体 很 快 冷 凝 或 交 联 固 化的 状 态 ， 从 而 有 利 于 缩

22、 短 成 型 周 期 ； 其 二 是 先 锁 紧 模 具 然 后 才 将 塑 料溶 体 注 入 ， 加 之 具 有 良 好 的 流 动 性 的 溶 体 对 模 腔 的 磨 损 很 小 ， 因 而 可以 用 一 套 模 具 大 批 量 成 型 复 杂 零 件 ， 表 面 图 形 与 标 记 清 晰 和 尺 寸 精 度较 高 的 制 品 ； 其 三 是 成 型 过 程 的 合 模 、 加 料 、 塑 化 、 注 塑 、 启 模 和 顶出 制 品 等 全 部 成 型 作 均 由 注 塑 机 自 动 完 成 ， 从 而 使 注 塑 工 艺 容 易 全 自动 化 和 实 现 程 序 控 制 。 但 我

23、们 也 要 看 到 注 塑 成 型 的 不 足 之 处 ， 由 于冷 却 条 件 的 限 制 ， 很 难 用 这 种 技 术 制 的 无 缺 陷 、 壁 厚 的 变 化 又 较 大 的热 塑 性 塑 料 制 品 ， 另 外 由 于 注 塑 机 和 注 塑 模 具 的 造 价 很 高 ， 成 型 设 备的 启 始 投 资 较 大 ， 所 以 注 塑 技 术 不 适 合 于 小 批 量 制 品 的 生 产 。 注 塑 成 型 又 称 注 射 模 塑 或 注 射 成 型 ， 是 热 塑 性 塑 料 制 品 成 型 的一 种 重 要 方 法 。 除 极 少 数 几 种 热 塑 性 塑 料 外 ， 几

24、乎 所 有 的 热 塑 性 塑 料都 可 以 用 此 方 法 成 型 塑 件 。 注 塑 成 型 可 以 成 型 各 种 形 状 、 满 足 众 多 要求 的 塑 料 制 件 。 注 塑 成 型 已 经 成 功 地 运 用 于 某 些 热 固 性 塑 料 制 件 、 甚毕业设计说明文4至 橡 胶 制 品 的 工 业 生 产 中 。 注 塑 成 型 的 过 程 是 ， 将 粒 状 或 粉 状 塑 料 从 注 射 机 的 料 斗 送 入 加热 的 料 筒 ， 经 加 热 塑 化 成 熔 融 状 态 ， 由 螺 杆 （ 或 柱 塞 ） 施 加 压 力 而 通过 料 筒 底 部 的 喷 嘴 注 入 低

25、 温 的 、 闭 合 的 模 具 型 腔 中 ， 经 冷 却 硬 化 而 保持 模 腔 所 赋 予 的 形 样 ， 开 模 取 得 所 注 塑 成 型 塑 件 ， 在 作 上 完 成 了 一 个周 期 。 注 塑 成 型 是 塑 料 模 塑 成 型 的 一 种 重 要 方 法 ， 生 产 中 已 有 广 泛 的 应 用 。它 具 有 以 下 几 方 面 的 特 点 ： 成 型 周 期 短 ， 能 一 次 成 型 外 形 复 杂 、 尺 寸 准 确 、 带 有 金 属 或 非 金 属嵌 件 的 塑 料 制 件 。 对 成 型 各 种 塑 料 的 适 应 性 强 。 目 前 ， 除 氟 塑 料 外

26、 ， 几 乎 所 有 的 热 塑性 塑 料 都 可 以 用 此 方 法 成 型 ， 某 些 热 固 性 塑 料 也 可 以 采 用 注 塑 成 型 。 生 产 效 率 高 ， 易 于 实 现 自 动 化 生 产 。 注 塑 成 型 所 需 设 备 昂 ， 模 具 结 构 比 较 复 杂 ， 制 造 成 本 高 ， 所 以 注 塑成 型 特 别 适 合 大 批 量 生 产 。1.3 塑 料 模 具 工 业 的 技 术 今 后 的 主 要 发 展 方 向 。(1） 提 高 大 型 、 精 密 、 复 杂 、 长 寿 命 模 具 的 设 计 制 造 水 平 及 比 例 。(2） 在 塑 料 模 设

27、计 制 造 中 全 面 推 广 应 用 CAD/CAM/CAE 技 术 。 基于 网 络 的 CAD/CAM/CAE 一 体 化 系 统 结 构 初 见 端 倪 ， CAD/CAM 软件 的 智 能 化 程 度 将 逐 步 提 高 ； 塑 料 制 件 及 模 具 的 3D 设 计 与 成 型过 程 的 3D 分 析 将 在 我 国 塑 料 模 具 工 业 中 发 挥 越 来 越 重 要 的 作 用 。(3） 推 广 应 用 热 流 道 技 术 、 气 辅 注 射 成 型 技 术 和 高 压 注 射 成 型 技 术 。气 助 注 射 成 型 可 在 保 证 产 品 质 量 的 前 提 下 ， 大

28、 幅 度 降 低 成 本 。 气 体 辅助 注 射 成 型 比 传 统 的 普 通 注 射 工 艺 有 更 多 的 工 艺 参 数 需 要 确 定 和 控 制体 辅 ， 而 且 其 常 用 于 较 复 杂 的 大 型 制 品 ， 模 具 设 计 和 控 制 的 难 度 较 大 ，因 此 ， 开 发 气 体 辅 助 成 型 流 动 分 析 软 件 ， 显 得 十 分 重 要 。(4） 开 发 新 的 塑 料 成 型 工 艺 和 快 速 经 济 模 具 。 以 适 应 多 品 种 、 少 批 量的 生 产 方 式 。 (5） 提 高 塑 料 模 标 准 化 水 平 和 标 准 件 的 使 用 率

29、。 首 先 要 制 订 统 一 的 国家 标 准 ， 并 严 格 按 标 准 生 产 ； 其 次 要 逐 步 形 成 规 模 生 产 、 提 高 商 品 化程 度 、 提 高 标 准 件 质 量 、 降 低 成 本 ;再 次 是 要 进 一 步 增 加 标 准 件规 格 品 种 。(6） 应 用 优 质 模 具 材 料 和 先 进 的 表 面 处 理 技 术 对 于 提 高 模 具 寿 命 和 质量 显 得 十 分 必 要 。(7） 研 究 和 应 用 模 具 的 高 速 测 量 技 术 与 逆 向 工 程 。 采 用 三 坐 标 测 量 仪或 三 坐 标 扫 描 仪 实 现 逆 向 工 程

30、是 塑 料 模 CAD/CAM 的 关 键 技 术 之一 。 研 究 和 应 用 多 样 、 调 整 、 廉 价 的 检 测 设 备 是 实 现 逆 向 工 程 的 必 要前 提 。毕业设计说明文5(8） “十 一 五 ”期 间 我 国 塑 料 模 具 发 展 方 向 ， 塑 料 模 具 占 模 具 总 量近 40%， 而 这 个 比 例 仍 不 断 上 升 。 塑 料 模 具 中 为 汽 车 和 家 电 配 套 的 大型 注 塑 模 具 ， 为 集 成 电 路 配 套 的 精 密 塑 料 模 具 ， 为 电 子 信 息 产 业 和 机械 及 包 装 配 套 的 多 层 、 多 腔 、 多 材

31、 质 、 多 色 精 密 注 塑 模 ， 为 新 型 建 材及 节 水 农 业 配 套 的 塑 料 异 型 材 挤 出 模 及 管 路 和 喷 头 模 具 等 ， 目 前 虽 然已 有 相 当 技 术 基 础 并 正 在 快 速 发 展 ， 但 技 术 水 平 与 国 外 仍 有 较 大 差 距 ，每 年 进 口 达 几 亿 美 元 ， 因 此 “十 一 五 ”期1.4 本 次 设 计 的 目 的此 次 毕 业 设 计 给 了 我 亲 自 动 手 的 机 会 ， 于 以 后 的 工 作 、 学 习 等 都有 很 大 的 帮 助 ， 是 大 学 三 年 学 习 的 一 个 总 结 ， 中 国 的

32、 塑 料 模 具 制 造 工业 的 飞 速 发 展 是 需 要 理 论 和 实 践 相 结 合 的 ， 所 以 这 次 毕 业 设 计 的 意 义十 分 重 大 。 目 的 是 通 过 对 该 零 件 的 注 塑 模 工 艺 的 设 计 ， 了 解 注 塑 模 具的 设 计 步 骤 ， ABS 等 材 料 的 各 项 性 能 指 标 ， 工 艺 方 案 的 选 择 ， 和侧 向 抽 芯 技 术 的 掌 握 。间 应 重 点 发 展 。2 塑 件 成 型 工 艺 性 分 析2.1 塑 件 （ 外 壳 ） 分 析2.1.1 外 壳 的 塑 件 图 如 下 所 示 ：图 1毕业设计说明文62.1.2

33、 塑 件 分 析外 壳 工 件 如 图 所 示 。 它 是 一 种 常 见 的 塑 料 工 件 ， 从 工 件 本 身 来 看 ，属 特 小 型 件 ， 其 抽 芯 脱 模 机 构 较 为 复 杂 ， 侧 向 抽 芯 技 术 可 以 说 是 这 次课 题 的 难 点 零 件 直 通 管 的 成 型 采 用 侧 向 抽 芯 机 构 。 由 于 抽 拔 距 很 长 普通 的 斜 导 桂 抽 芯 结 构 难 以 实 现 抽 芯 动 作 的 顺 利 完 成 故 采 用 液 压 缸 进行 侧 向 抽 芯 。 因 此 本 次 毕 业 设 计 主 要 是 针 对 以 上 问 题 进 行 模 具 设 计 ，以

34、 解 决 实 际 生 产 中 存 在 的 问 题 。成 型 工 艺 分 析 如 名 称 ： 外 壳 材 料 ： 尼 龙 1010 数 量 ： 大 批 量 生产 要 求 ： 塑 件 外 表 面 光 滑 、 美 观 ， 下 端 外 缘 不 允 许 有 浇 口 痕 迹 。（ 1） 塑 件 材 料 特 性 尼 龙 1010 塑 料 是 含 有 酰 胺 基 的 线 性 热塑 性 塑 料 ， 尼 龙 是 这 一 类 塑 料 的 总 称 。 尼 龙 有 优 良 的 力 学 性 能 ， 抗 拉 ，抗 压 ， 赖 磨 。 经 过 拉 伸 力 学 处 理 的 尼 龙 ， 其 抗 拉 强 度 很 高 ， 因 为 尼

35、 龙的 结 晶 性 能 很 高 ， 所 以 有 十 分 好 的 赖 磨 性 和 十 分 好 的 自 润 滑 性 ， 他 的赖 磨 性 高 于 一 般 的 轴 承 材 料 尼 龙 的 缺 点 是 吸 水 性 强 。 收 缩 率 大 ， 常 因吸 水 过 多 而 引 起 尺 寸 的 变 化 ， 其 稳 定 性 较 差 ， 一 般 在 80100之 间 。 为 了 进 一 步 的 改 变 尼 龙 的 性 能 ， 常 在 尼 龙 中 加 入 减 磨 寄 ， 稳 定剂 ， 润 滑 剂 ， 提 高 其 机 械 强 度 。（ 2） 塑 件 材 料 成 型 性 能 使 用 尼 龙 1010 注 射 成 型 塑

36、 件 时 ，由 于 熔 体 粘 度 高 ， 所 需 要 的 注 射 成 型 压 力 较 高 ， 因 此 塑 件 对 型 芯 的 包紧 力 较 大 ， 故 塑 意 尽 量 减 少 浇 注 系 统 对 料 流 的 阻 力 。 尼 龙1010 易 吸 水 ， 成 型 加 工 前 应 进 行 干 燥 处 理 。 在 正 常 成 型 条 件 下 ， 尼龙 1010 塑 件 的 尺 寸 件 应 采 用 较 大 的 脱 模 斜 度 ； 另 外 熔 体 粘 度 较 高 ，使 尼 龙 1010 塑 件 易 产 生 熔 接 痕 ， 所 以 模 具 设 计 时 应 注 稳 定 性 较 好 。（ 3） 脱 模 斜 度

37、毕业设计说明文7由 于 塑 件 冷 却 后 产 生 收 缩 ， 会 紧 紧 地 包 住 模 具 型 芯 、 型 腔 中 凸 出 的 部分 ， 使 塑 件 脱 出 困 难 ， 强 行 取 出 会 导 致 塑 件 表 面 擦 伤 、 拉 毛 。 为 了 方便 脱 模 ， 塑 件 设 计 时 必 须 考 虑 与 脱 模 （ 及 轴 芯 ） 方 向 平 行 的 内 、 外 表面 ， 设 计 足 够 的 脱 模 斜 度 。 只 有 塑 件 高 度 不 大 、 没 有 特 殊 狭 窄 细 小 部位 时 ， 才 可 以 不 设 计 斜 度 。 最 小 脱 模 斜 度 与 塑 料 性 能 、 收 缩 率 、

38、塑 件的 几 何 形 状 等 因 素 有 关 。塑 件 脱 模 斜 度 为 ： 35 130 考 虑 到 本 塑 件 的 结 构 以 及 模具 的 侧 抽 芯 结 构 ， 可 以 使 开 模 后 塑 件 自 动 留 在 型 腔 中 ， 所 以 不 需 要 考虑 脱 模 斜 度 。2.2 尼 龙 1010 的 注 射 成 型 过 程 及 工 艺 参 数2.2.1 注 射 成 型 过 程1） 成 型 前 的 准 备 对 尼 龙 1010 的 色 泽 、 细 度 和 均 匀 度 进 行 检 验 。2） 注 射 过 程 塑 料 在 注 塑 机 料 筒 里 进 行 加 热 、 塑 化 达 到 流 动 状

39、 态后 由 模 具 的 浇 注 系 统 进 入 模 具 型 腔 成 型 ， 其 过 程 可 以 分 为 充 模 、 压 实 、保 压 、 倒 流 和 冷 却 5 个 阶 段 。3)塑 件 的 后 处 理 采 用 调 湿 处 理 ， 红 外 线 灯 烘 箱 ， 热 处 理 温 度70 ， 处 理 时 间 2 小 时 。2.2.2 尼 龙 1010 的 注 射 工 艺 参 数1） 注 射 机 ： 螺 杆 式2） 螺 杆 转 速 （ r/min） : 303) 料 筒 温 度 （ ） ： 150170（ 后 段 ）165180（ 中 段 ）180200 （ 前 段 ）2.2.3 成 型 工 艺 参

40、数 的 确 定1.使 用 性 能 综 合 性 能 好 ， 冲 击 强 度 高 ， 化 学 稳 定 性 好 、 电 性 能 良 好 、 抗 化 学药 品 性 好 ， 染 色 性 、 成 型 加 工 和 机 械 加 工 性 好 。 ABS 树 脂 耐 水 、毕业设计说明文8碘 和 酸 类 ， 不 溶 于 大 部 分 醇 类 和 烃 类 溶 剂 ， 而 容 易 溶 于 醛 酮 脂 和 一 些氯 代 氢 中 。 尼 龙 1010 塑 料 的 缺 点 ： 热 变 形 温 度 较 低 ， 可 燃 耐 火 性差 。 因 而 尼 龙 1010 适 用 于 制 作 一 般 的 机 械 零 件 、 减 摩 耐 磨

41、 零 件 、传 动 零 件 和 电 讯 零 件 。 尼 龙 1010 塑 料 的 适 用 范 围 为 -40 100 。2.成 型 特 性1） 无 定 形 塑 件 ， 其 品 种 很 多 ， 各 品 种 的 机 电 性 能 及 成 性 特 性 也 有 差异 ， 应 按 品 种 确 定 成 型 的 方 法 及 成 型 条 件 。2） 吸 湿 性 强 ， 含 水 量 因 小 于 0.3 ， 必 须 充 分 干 燥 ， 要 求 表 面光 泽 的 塑 件 应 要 求 长 时 间 预 热 干 燥 。3） 流 动 性 中 等 ， 溢 边 料 0.04mm 左 右 （ 流 动 性 比 聚 苯 乙 烯 、AS

42、 差 ， 但 比 聚 碳 酸 酯 ， 聚 氯 乙 烯 好 ） 。 4)比 聚 苯 乙 烯 加 工 困 难 ， 宜 取 高 料 温 、 模 温 （ 对 耐 热 、 高 冲 击 和 中冲 击 型 树 脂 ， 料 温 更 宜 取 高 ） 。 料 温 対 物 性 影 响 较 大 ， 料 温 过 高 易分 解 （ 分 解 温 度 为 250 左 右 ， 比 聚 苯 乙 烯 易 分 解 ） ， 对 其 要 求精 度 较 高 。3 拟 定 模 具 结 构 形 式3.1 分 型 面 的 选 择塑 件 设 计 阶 段 ， 就 应 考 虑 成 型 时 分 型 面 的 形 状 和 位 置 ， 否 则无 法 用 模

43、具 成 型 。 在 模 具 设 计 阶 段 ， 应 首 先 确 定 分 型 面 的 位 置 ， 然 后才 选 择 模 具 的 结 构 。 分 型 面 设 计 是 否 合 理 ， 对 塑 件 质 量 、 工 艺 操 作 难易 程 度 和 模 具 的 设 计 制 造 都 有 很 大 的 影 响 。 因 此 ， 分 型 面 的 选 择 是 注射 模 具 设 计 中 的 一 个 关 键 因 素 。3.1.1 分 型 面 的 选 择 原 则1） 有 利 于 保 证 塑 件 的 外 观 质 量 ；2） 分 型 面 因 选 择 在 塑 件 的 最 大 截 面 处 ；3） 尽 可 能 使 塑 件 留 在 动

44、模 一 侧 ；4） 有 利 于 保 证 塑 件 的 尺 寸 精 度 ；5） 尽 可 能 满 足 塑 件 的 使 用 要 求 ；6） 尽 量 减 少 塑 件 在 合 模 方 向 上 的 投 影 面 积 ；毕业设计说明文97） 长 型 芯 应 置 于 开 模 方 向 上 ；8） 有 利 于 排 气 ；9） 有 利 于 简 化 模 具 结 构 。3.1.2 分 型 面 的 确 定根 据 本 外 壳 的 具 体 结 构 和 以 上 确 定 分 型 面 的 基 本 原 则 ， 本 设 计 确定 分 型 面 的 位 置 如 图 2-1 所 示 。 在 该 结 构 中 ， 有 外 侧 抽 芯 ， 所 以在

45、确 定 分 型 面 时 ， 还 要 确 定 好 侧 抽 芯 结 构 。 外 侧 抽 芯 采 用 斜 导 柱 侧 抽芯 ， 具 体 结 构 见 装 配 图 。图 2图 3-1 分 型 面 的 选 择对 以 上 两 种 分 型 面 进 行 比 较 ， 根 据 分 型 面 的 选 择 要 求 ， 可 以 看 出 图 b较 好 ；1） 图 b 所 示 截 面 作 为 分 型 面 ， 它 是 塑 件 的 最 大 截 面 ， 大 孔 在 开模 方 向 上 成 型 ， 而 小 孔 在 侧 面 ， 便 于 抽 芯 。2)图 a 所 示 截 面 为 分 型 面 ， 有 两 个 侧 孔 ， 且 侧 孔 大 而 深

46、 ， 抽 芯 力较 大 ， 抽 芯 结 构 相 对 复 杂 3.2 型 腔 数 目 的 确 定为 了 使 模 具 与 注 塑 机 的 生 产 能 力 相 匹 配 ， 提 高 生 产 效 率 和 经 济性 ， 并 保 证 塑 件 精 度 ， 模 具 设 计 时 应 确 定 型 腔 的 数 目 。 型 腔 数 目 的 确定 一 般 可 以 根 据 经 济 性 、 注 塑 机 的 最 大 注 射 量 、 制 品 的 精 度 等 。 一 般来 说 ， 大 中 型 塑 件 和 精 度 要 求 高 的 小 型 塑 件 优 先 采 用 一 模 一 腔 的 结 构 ，但 对 于 精 度 要 求 不 高 的 小

47、 型 塑 件 （ 没 有 配 合 精 度 要 求 ） ， 形 状毕业设计说明文10简 单 ， 又 是 大 批 量 生 产 时 ， 若 采 用 多 型 腔 模 具 可 提 供 独 特 的 优 越 条 件 ，使 生 产 率 大 为 挺 高 。 该 塑 件 要 求 不 高 ， 生 产 批 量 适 中 ， 且 具 有 两 边 抽芯 ， 抽 芯 距 较 长 ， 从 模 具 加 工 成 本 考 虑 ， 故 拟 定 为 一 模 两 腔 。 采 用 一模 两 件 ， 能 够 适 应 生 产 的 需 求 ， 潜 伏 式 浇 口 ， 浇 口 去 除 方 便 ， 模 具 结构 孔 不 复 杂 ， 容 易 保 证 塑

48、 件 质 量 。型 腔 布 置 形 式 如 图 3-2 所 示 ；图 34 注 塑 机 型 号 的 确 定注 塑 模 是 安 装 在 注 塑 机 上 使 用 的 工 艺 设 备 ， 应 此 设 计 注 射 模 是应 该 详 细 了 解 注 塑 机 的 技 术 规 范 才 能 设 计 出 符 合 要 求 的 模 具 。注 塑 机 规 格 的 确 定 主 要 是 根 据 塑 件 的 大 小 及 型 腔 的 数 目 和 排 列 方式 ， 在 确 定 模 具 结 构 形 式 及 初 步 估 算 外 形 尺 寸 的 前 提 下 ， 设 计 人 员 应对 模 具 所 需 的 注 射 量 、 锁 模 力 、

49、 注 射 压 力 、 拉 杆 间 距 、 最 大 和 最 小 模具 厚 度 、 推 出 形 式 、 推 出 行 程 、 开 模 距 离 等 进 行 计 算 。 根 据 这 些 参 数选 择 一 台 和 模 具 相 匹 配 的 注 塑 机 ， 倘 若 用 户 已 提 供 了 注 塑 机 的 型 号 和规 格 ， 设 计 人 员 必 须 对 其 进 行 校 核 ， 若 不 能 满 足 要 求 ， 则 必 须 自 己 调整 或 与 用 户 商 量 调 整 。4.1.1 注 射 量 的 计 算利 用 Pro/E 三 维 软 件 定 性 测 得 该 塑 件 的 实 际 体 积 为 1=51.16cm3,塑 件 质 量 1 为 56.28g。 设 浇 注 系 统 的 体 积 为 素 间