畢業(yè)設(shè)計帶手柄水杯注塑模具設(shè)計與分析

1、畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）帶手柄水杯注塑模設(shè)計 injection mold design with handle cup 班級橡膠與塑料模具設(shè)計與制造專業(yè) 學(xué)生姓名袁偉 學(xué)號830409034 指導(dǎo)教師黎少輝 職稱講師 導(dǎo)師單位機械工程系 論文提交日期2010/11/17 論文真實性承諾及指導(dǎo)教師聲明學(xué)生論文真實性承諾本人鄭重聲明：所提交的作品是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果，內(nèi)容真實可靠，不存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。如被發(fā)現(xiàn)

2、論文中存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為，本人愿承擔(dān)本聲明的法律責(zé)任和一切后果。 畢業(yè)生簽名： 日 期： 指導(dǎo)教師關(guān)于學(xué)生論文真實性審核的聲明本人鄭重聲明：已經(jīng)對學(xué)生論文所涉及的內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格審核，確定其內(nèi)容均由學(xué)生在本人指導(dǎo)下取得，對他人論文及成果的引用已經(jīng)明確注明，不存在抄襲等學(xué)術(shù)不端行為。指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書課題名稱： 帶手柄水杯注塑模具設(shè)計 課題性質(zhì)： 設(shè)計類 系 名 稱： 機械工程系 專業(yè)： 橡膠與塑料模具設(shè)計與制造 班級： 橡塑模081 指導(dǎo)教師： 黎少輝 學(xué)生姓名：袁偉 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書一、 課題名稱：帶手柄水杯注射模具設(shè)計二、

3、畢業(yè)論文（設(shè)計）主要內(nèi)容： 1、分析塑件的工藝性（包括原材料分析、尺寸精度分析、表面質(zhì)量分析和塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析） 2、選擇注射機的型號； 3、設(shè)計模具結(jié)構(gòu)（包括型腔數(shù)目和結(jié)構(gòu)形式、分型面的選擇、澆注系統(tǒng)設(shè)計、成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和尺寸計算、推出機構(gòu)設(shè)計、冷卻系統(tǒng)設(shè)計以及標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇等）； 4、繪制模具裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)件的零件圖（逐步完善和確定各零件的結(jié)構(gòu)和尺寸、盡量選用標(biāo)準(zhǔn)組合結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)件）；5、編寫設(shè)計說明書；三、計劃進(jìn)度： 第8周 查閱資料，做好準(zhǔn)備工作，分析塑件的工藝性，選擇注射機型號 第9周 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 第10周 模具結(jié)構(gòu)有關(guān)計算；第11周 選擇標(biāo)準(zhǔn)模架，確定各個模板的尺寸；第1

4、2周 繪制裝配圖，編寫設(shè)計說明書； 第13周 論文答辯。四、畢業(yè)論文（設(shè)計）結(jié)束應(yīng)提交的材料：1、設(shè)計說明書（畢業(yè)論文）1份（8000字以上）；2、裝配圖一份。指導(dǎo)教師 教研室主任 年 月 日 年 月 日摘要 本課題主要是針對水杯的模具設(shè)計,通過對塑件進(jìn)行工藝的分析和比較,最終設(shè)計出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計，同時并簡單的編制了模具的加工工藝。通過整個設(shè)計過程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設(shè)計的主要任務(wù)是水杯注塑模具的設(shè)計。也就是設(shè)計一副注塑模具

5、來生產(chǎn)水杯塑件產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對水杯的具體結(jié)構(gòu)，本套模具是一套一腔四模的注射模，比之單型腔模具而言提高了生產(chǎn)效率，縮短了生產(chǎn)周期。本設(shè)計為塑料水杯模具制作設(shè)計，它系統(tǒng)的介紹了塑料水杯模具中的各個零部件的加工工藝過程及整套模具的裝配和使用其中，涉及到注射機各種參數(shù)的選取、零部件的加工方法、注射模的結(jié)構(gòu)及相關(guān)的計算問題及特種加工工藝。在該模具設(shè)計中，利用計算機繪圖軟件繪制了零件圖和裝配圖，以及制定了機械加工工藝過程卡。關(guān)鍵詞: 模具； 注射模； 塑料；abstract this topic is mainly directed against the glass mould desi

6、gn, through the process of plastic analysis and comparison, the final design a pair of injection mold. this topic from the product structure, mould technology, the mould structure of its molding part gating system, the structure, the injection system, cooling system, the selection and parameters of

7、the test, a detailed design, and simple preparation of the mould processing. through the whole design process shows that the mold can reach the requirements of plastics processing. according to the topic design is the main task of the water injection mould design. also is to design a deputy injectio

8、n mould for plastic products, production of glass to realize automation to increase production. according to the concrete structure, the glass of a cavity mould is a set of four modules, injection mould for the single cavity mould to improve manufacturing efficiency and shorten the production cycle.

9、 this design for plastic mould design, glass of water system is introduced in various parts of plastic mold machining process and the whole assembly and use of the mould injection machines, which involves various parameters selection, parts processing methods, injection mould structure and related c

10、alculation and special processing technology. in the mould design, using computer graphics software rendering the assembly parts and machining, and make the process card. keywords: die, injection mould; plastic. 目錄摘要1abstract2第一章 緒論1 1.1 江蘇省模具工業(yè)5 1.2 我國模具行業(yè)前景5 1.3 塑性模具發(fā)展?fàn)顩r7 1.4 模具行業(yè)人才緊缺7第二章 塑料成型工藝基礎(chǔ)

11、9 2.1 塑料成型工藝的種類9 2.2 水杯塑件材料選用及特性10第三章 塑件工藝性分析12 3.1 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性12 3.2 工藝性分析12 3.3 注塑機的選擇12第四章 塑料制件在模具中的位置與澆注系統(tǒng)的設(shè)計13 4.1 型腔數(shù)目的確定13 4.2 分型面的選擇13 4.3 普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計14第五章 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計18 5.1 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計18 5.2 型芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計18 5.3 成型零件的工作尺寸的計算19第六章 結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計22 6.1 注射模架的選擇22 6.2 合模導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計22第七章 推出機構(gòu)的設(shè)計24 7.1 推出機構(gòu)的組成及設(shè)計要求24 7.2

12、 推出機構(gòu)的選擇24 7.3 推出力的計算24 7.4 推桿的設(shè)計25 7.5 推出機構(gòu)工作原理圖26第八章 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)的設(shè)計27 8.1 側(cè)向分型抽芯機構(gòu)的分類27 8.2 抽芯力與抽芯距的計算28 8.3 側(cè)向分型抽芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計29 8.4 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的選擇30第九章 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計31 9.1 冷卻回路尺寸的確定31 9.2 冷卻回路的布置31第十章 主要尺寸的校核33 10.1模具厚度的校核33 10.2 開模行程的校核33第十一章 結(jié)束語34第十二章 參考文獻(xiàn)35第一章 緒論11江蘇省模具工業(yè)江蘇是中國模具工業(yè)的大省，以加工工業(yè)為主，是模具需求的集中地區(qū)。據(jù)模具

13、網(wǎng)ceo羅百輝了解，江蘇全省規(guī)模以上模具企業(yè)的產(chǎn)值達(dá)到152億元以上，從業(yè)人員近5.5萬人，具有一定規(guī)模的企業(yè)450多家，其中專業(yè)模具企業(yè)160家。2008年全省出口模具3.03億美元，占全國出口總量的15.79%。進(jìn)口模具4.21億美元，占全國進(jìn)口總量的21.02%。全省模具工業(yè)形勢良好，模具、模具標(biāo)淮件等呈現(xiàn)購銷兩旺勢頭。目前，江蘇省生產(chǎn)模具、模具標(biāo)準(zhǔn)件、模具材料及其他模具配件的生產(chǎn)企業(yè)和經(jīng)營網(wǎng)點，以蘇南為中心遍及全省各地，基本上形成了蘇南以大型塑料模、壓鑄模為主；蘇中以塑料模、冷沖模為主；蘇北以汽車沖壓模為主的生產(chǎn)營銷格局。江蘇省模具工業(yè)的發(fā)展有較悠久的歷史，但主要發(fā)展期是80年代和90

14、年代。江蘇省模具工業(yè)協(xié)會是由江蘇省模具行業(yè)以及與模具行業(yè)有關(guān)的企業(yè)、研究院所、院校、社會團體等單位和個人按照自愿原則組成的全省性非贏利性社會組織，具有社會團體法人資格。江蘇模協(xié)自1987年成立至今已歷經(jīng)了二十個不平凡的春秋。協(xié)會在會員單位與政府部門之間發(fā)揮橋梁與紐帶作用，維護(hù)國家和會員的利益，全心全意為會員服務(wù)，為政府服務(wù)，將會員單位組織起來，調(diào)動一切積極因素，提高模具標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、商品化、國產(chǎn)化水平與模具質(zhì)量，提高模具行業(yè)的社會地位，加強與國內(nèi)、外模具行業(yè)的合作與交流，致力于促進(jìn)江蘇省模具工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步。二十年來，在協(xié)會的努力工作下，江蘇模具工業(yè)呈持續(xù)、健康、快速發(fā)展態(tài)勢。江蘇省的精

15、密沖壓模具在全國占有最重要的地位，注塑模具、鑄造模具和汽車覆蓋件模具在國內(nèi)也占重要地位。江蘇省的模具主要集中在蘇、錫、常一帶及南京市，江陰、鎮(zhèn)江、徐州、楊州等地已有一定力量，全省模具產(chǎn)值超過80億元。 江蘇蘇州目前有各類模具廠2000多家，模具加工點1000多個，模具年產(chǎn)值100多億元，2007年出口模具1.92億美元比2006年1.32億美元增加了45.5%，模具業(yè)成為該市新興工業(yè)之一。日本、韓國、新加坡、法國、荷蘭、美國及我國臺灣、香港地區(qū)的獨資、合資企業(yè)在江蘇省占的比重很多，民營模具企業(yè)也不少；蘇州蘭佩鑄造、遠(yuǎn)輕模具等企業(yè)主要生產(chǎn)汽車發(fā)動機及輪轂等部件壓鑄模和鑄模，昆山中大模架、昆山精密

16、模具標(biāo)準(zhǔn)件、昆山華星模具導(dǎo)向件等企業(yè)專業(yè)生產(chǎn)各種大型模架、模具導(dǎo)向件、模具彈簧等標(biāo)準(zhǔn)件。蘇州、無錫等地電子信息產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，形成了手機、照相機、筆記本電腦、液晶電視機等it業(yè)模具產(chǎn)業(yè)，集成電路引線框架模具，以及集成電路塑封模具等精密復(fù)雜模具產(chǎn)業(yè)。南京長江、無錫國盛、微研、昆山鴻準(zhǔn)、華富等企業(yè)生產(chǎn)電子元件產(chǎn)品精密級進(jìn)模，蘇州蘭佩鑄造、遠(yuǎn)輕模具等企業(yè)主要生產(chǎn)汽車發(fā)動機及輪轂等部件壓鑄模鑄造模，常州華威亞克企業(yè)生產(chǎn)家電精密注塑模，南京南汽模具、江陰萬奇企業(yè)、蘇州匯眾生產(chǎn)汽車覆蓋件模具，沙家浜玻璃模具聞名遐邇，武進(jìn)輪胎模具眾多，昆山大型模架，鎮(zhèn)江船山精密模具標(biāo)準(zhǔn)件遠(yuǎn)銷全國各地。12我國模具行業(yè)前景模具

17、，是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60%-80%的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低，因此，模具被稱之為“百業(yè)之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。 我國模具工業(yè)的技術(shù)水平近年來也取得了長足的進(jìn)步。大型、精密、復(fù)雜、高效和長壽命模具上了一個新臺階。大型復(fù)雜沖模以汽車覆蓋件模具為代表，已能生產(chǎn)部分新型轎車的覆蓋件模具。體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進(jìn)模的覆蓋面，已從電機、電器鐵芯片模具，擴展到接插件、電子槍零件、空調(diào)器散熱片等家電零件模具。在大型塑料模具方面，已能生產(chǎn)48英

18、寸電視的塑殼模具、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具，以及汽車保險杠、整體儀表板等模具。在精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具等。在大型精密復(fù)雜壓鑄模方面，國內(nèi)已能生產(chǎn)自動扶梯整體踏板壓鑄模及汽車后橋齒輪箱壓鑄模。其他類型的模具，例如子午線輪胎活絡(luò)模具、鋁合金和塑料門窗異型材擠出模等，也都達(dá)到了較高的水平，并可替代進(jìn)口模具。但是，我國模具工業(yè)無論是在數(shù)量還是質(zhì)量上，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家存在著很大的差距，滿足不了工業(yè)發(fā)展的需要，目前國內(nèi)市場的滿足率僅在70%左右。我國大部分模具是企業(yè)自產(chǎn)自用，真正作為商品流通的模具僅占1/3。所產(chǎn)模具基本上以中低檔為主，一些大型、精

19、密、復(fù)雜和長壽命的高檔模具，在技術(shù)上無法與發(fā)達(dá)國家相比，生產(chǎn)能力也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。近五年來，我國平均每年進(jìn)口模具8.14億美元，2001年進(jìn)口模具11.12億美元(出口模具僅1.88億美元)，這還不包括隨進(jìn)口設(shè)備和生產(chǎn)線作為附件帶來的模具。根據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，近幾年進(jìn)出口相抵，我國已成為世界上最大的模具進(jìn)口國。我國模具產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)很不合理。我國模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中沖壓模具約占50%，塑料模具約占34%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占10%；發(fā)達(dá)國家對發(fā)展塑料模普遍比較重視，塑料模所占比例一般在40%左右；大型、精密、長壽命模具所占比例為50%以上，而我國僅為25%左右；我國主要模具生產(chǎn)能

20、力集中在各主機廠的模具分廠(或車間)內(nèi)，所產(chǎn)模具商品化率很低，模具自產(chǎn)自銷比例高達(dá)60%-70%，而國外70%以上是商品模具；即使是專業(yè)模具廠，我國也大多數(shù)是“大而全”“小而全”，國外則大多是“小而?！薄靶《?，生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益俱佳。汽車、摩托車行業(yè)的模具需求將占國內(nèi)模具市場的一半左右。預(yù)計到2005年汽車年產(chǎn)量將達(dá)320萬輛，保有量將達(dá)到3000萬輛。這將需要各種塑料制件36萬噸，而目前的生產(chǎn)能力僅為20多萬噸，發(fā)展空間十分廣闊。家用電器，如彩電、冰箱、洗衣機、空調(diào)等，在國內(nèi)的市場也很大。目前，我國彩電年產(chǎn)量已超過3200萬臺，電冰箱、洗衣機和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過了1000萬臺?！笆濉逼?/p>

21、間家電市場預(yù)計年增輻將超過10%，家電行業(yè)的發(fā)展對模具的需求量將會很大。其他發(fā)展較快的行業(yè)，如電子、通訊和建筑材料等行業(yè)對模具的需求，都將對中國模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動作用。另外，從國際市場來看，目前世界模具市場仍然是供不應(yīng)求。近幾年，世界模具市場總量一直保持在600億-650億美元之間。美、日、法、瑞等國每年出口模具約占其本國模具總產(chǎn)值的1/3，我國模具的出口量還不到總產(chǎn)值的5%，我國模具出口可以發(fā)展的空間非常廣闊。根據(jù)國內(nèi)和國際模具市場的發(fā)展?fàn)顩r，有關(guān)專家預(yù)測，未來我國的模具經(jīng)過行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整后，將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢：一是模具日趨大型化；二是模具的精度將越來越高；三是多功能復(fù)合模具將

22、進(jìn)一步發(fā)展；四是熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高；五是氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具將有較大發(fā)展；六是模具標(biāo)準(zhǔn)化和模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛；七是快速經(jīng)濟模具的前景十分廣闊；八是壓鑄模的比例將不斷提高，同時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求；九是塑料模具的比例將不斷增大；十是模具技術(shù)含量將不斷提高，中高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所導(dǎo)致的模具市場未來走勢的變化。1. 3. 塑料模具發(fā)展?fàn)顩r近年來，中國塑料模具發(fā)展速度相當(dāng)快。目前，塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比重約為30%。隨著中國汽車、家電、電子通訊、各種建材迅速發(fā)展，預(yù)計在未來模具市場中，塑料模具占模具

23、總量的比例仍將逐步提高，且發(fā)展速度將快于其他模具。以汽車工業(yè)為例，隨著汽車產(chǎn)銷量高速增長，汽車模具潛在市場十分巨大。據(jù)介紹，在生產(chǎn)汽車時，各種功能性零部件都要靠模具成型，僅制造一款普通轎車約需200多件內(nèi)飾件模具，而制造保險杠、儀表盤、油箱、方向盤等所需的大中型塑料模具，從模具行業(yè)生產(chǎn)能力看，目前滿足率僅約50%。在建筑領(lǐng)域，塑料建材大量替代傳統(tǒng)材料也是大勢所趨，預(yù)計2010年全國塑料門窗和塑管普及率將達(dá)到30%50%，塑料排水管市場占有率將超過50%，都會大大增加對模具的需求量。應(yīng)該說，塑料模具的應(yīng)用潛力是不可低估的。專家預(yù)測，大型、精密、設(shè)計合理的注塑模具將受到市場普遍歡迎。與全國塑料加工

24、業(yè)區(qū)域分布相類似，珠三角、長三角的塑料制品加工業(yè)位居前列，浙江、江蘇和廣東塑料模具產(chǎn)值在全國模具總產(chǎn)值中的比例也占到70?，F(xiàn)在，這3個省份的不少企業(yè)已意識到塑模業(yè)的無限商機，正積極組織模具產(chǎn)品的開發(fā)制造。最近，由杭州娃哈哈集團精密機械制造公司研制的多腔防盜瓶蓋注塑模具通過浙江省省級鑒定。該模具采用的三次頂出強制脫模技術(shù)、平衡式熱流道系統(tǒng)、瓶蓋模通用模架具有較強的創(chuàng)新性，模具性能和質(zhì)量達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。然而，塑料模具盡管成為時下最為誘人的“奶酪”，但櫻桃好吃樹難栽。由于塑料零配件形狀復(fù)雜、設(shè)計靈活，對模具材料、設(shè)計水平及加工設(shè)備均有較高要求，并不是人人都可以輕易涉足的。專家認(rèn)為，目前中國與國外水

25、平相比還存在較大差距，眼前需盡快突破制約模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三大瓶頸：一是加大塑料材料與注塑工藝的研發(fā)力度；二是塑模企業(yè)應(yīng)向園區(qū)發(fā)展，加快資源整合；三是模具試模結(jié)果檢驗等工裝水平必須盡快跟上，否則塑料模具發(fā)展將受到制約。專家指出，面對國外先進(jìn)技術(shù)與高質(zhì)量制品的挑戰(zhàn)，中國塑模企業(yè)不僅要加快產(chǎn)業(yè)集群化，發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，還要注重模具產(chǎn)業(yè)鏈的前端研發(fā)、人才建設(shè)和產(chǎn)業(yè)鏈后端的檢測以及信息服務(wù)，盡快縮短技術(shù)、管理、工裝水平與國際水準(zhǔn)的差距。這是塑料模具企業(yè)在發(fā)展中必須解決的重要問題。1. 4. 模具行業(yè)人才緊缺據(jù)統(tǒng)計，我國模具行業(yè)目前從業(yè)人員有600多萬，但模具設(shè)計師只有僅60萬。據(jù)勞動部門調(diào)查顯示，目前企業(yè)對模

26、具人才的需求越來越大，在北京、廣東、浙江等地，模具設(shè)計人員、模具開發(fā)人員、模具維修人員等已成為人才市場最緊缺的人才之一，盡管許多企業(yè)打出“年薪10萬”的招聘啟事，但也不一定能招到合適人才。當(dāng)今世界正進(jìn)行著新一輪的產(chǎn)業(yè)調(diào)整，一些模具制造逐漸向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，中國正成為世界模具大國。據(jù)介紹，我國目前模具總產(chǎn)值已躍居世界第三，僅次于日本和美國，其中，汽車、摩托車、家電行業(yè)是模具最大的市場，占整個模具市場份額的80%以上。以汽車行業(yè)為例，一種車型的轎車共需模具約4000套，價值達(dá)2億元至3億元；單臺電冰箱需要模具生產(chǎn)的零件約150個，共需模具約350套，價值約400萬元。模具行業(yè)是一個需長期積累經(jīng)驗的

27、行業(yè)，一般的模具設(shè)計人員需學(xué)習(xí)2至3年，而一名可獨立設(shè)計模具的優(yōu)秀設(shè)計師，至少需有10年從業(yè)經(jīng)驗。由于最初的學(xué)習(xí)非?？菰?，因此許多初學(xué)者常半途而廢。此外，我國傳統(tǒng)教育方式對模具人才的培養(yǎng)也存在不足。中等技校培養(yǎng)的學(xué)員主要是操作工，不完全具備模具設(shè)計能力。一些高校盡管在近幾年內(nèi)設(shè)立了模具專業(yè)，但由于受軟硬件設(shè)施限制，培養(yǎng)出的學(xué)員實際技能不夠。而社會上各種各樣的模具培訓(xùn)班，由于缺乏規(guī)范的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此學(xué)員質(zhì)量良莠不齊。據(jù)悉，勞動和社會保障部正在制定新的模具設(shè)計師考核標(biāo)準(zhǔn)，并將很快出臺實施，力求培養(yǎng)更多的新型模具技能人才。相信將來必定會有更多的人才投身到并壯大模具行業(yè)。不過，現(xiàn)在，模具人才確實是一種

28、稀缺資源。所以，把握住這個機會吧！第二章 塑料成型工藝基礎(chǔ)2. 1. 塑料成型工藝的種類2. 1. 1. 注射成型注射成型又稱為注射模塑或注塑成型，是熱塑性塑料制品成型的一種重要方法。除極少數(shù)幾種熱塑性塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料均可用此法成型塑件。注射模塑可成型各種形狀、滿足眾多要求的塑件。注射成型已成功地應(yīng)用于某些熱固性塑件、甚至橡膠制品的工業(yè)生產(chǎn)中。注射成型的過程是，將粒狀或粉狀塑件從注射機的料斗送入加熱的料筒，經(jīng)加熱塑化成熔融狀態(tài)，由螺桿（或柱塞）施壓而通過料筒頂端部的噴嘴注入低溫的、閉合的模具型腔中，經(jīng)冷卻硬化而保持模腔所賦予的形狀，開模取出塑件。由于注射成型具有成型周期短，能一次成

29、型外形復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑件；對各種塑料均有良好的適應(yīng)性；生產(chǎn)效率高，易于實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點，因而注射成型是一種技術(shù)經(jīng)濟先進(jìn)的成型方法。2. 1. 2. 壓縮成型壓縮成型又稱為壓制成型、壓縮模塑或模壓成型。壓縮成型技術(shù)主要用于成型熱固性塑料制品；也可用于熱塑性塑料制品的熱料冷壓成型；也可用于將原料放在模內(nèi)，施以一定的壓力，先加熱后冷卻定型的成型；還可用于粉料的冷壓成型等。2. 1. 3. 壓住成型壓住成型又稱為傳遞成型，壓住模具用于成型熱固性塑料制品，模具具有單獨的加料室，成型時先將型腔閉合，并預(yù)熱到成型溫度，將熱固性塑料加入模具的加料室，利用壓柱施壓，塑料在高溫

30、高壓下轉(zhuǎn)變成黏流態(tài)并以一定的速度通過澆注系統(tǒng)，進(jìn)型腔，經(jīng)保溫保壓一段時間塑料交聯(lián)固化，當(dāng)達(dá)到最佳性能時即開模取出塑件。壓住成型工藝過程和壓縮成型基本相同，他們的主要區(qū)別在于：壓縮成型過程是先加料后閉模，而壓住成型則一般要求先閉模后加料。2. 1. 4. 擠出成型擠出成型也稱為擠塑成型。它在熱塑性塑料加工領(lǐng)域中，是一種變化多、用途廣、占比重頗大的加工方法。擠出成型是將塑料在旋轉(zhuǎn)的螺桿于料筒之間進(jìn)行輸送、壓縮、熔融塑化，定量地通過處于擠塑機頭部的口模和定型裝置，生產(chǎn)出連續(xù)型材的加工工藝。除了以上幾種外，塑料成型工藝還有氣動擠出成型系列：中空成型、真空成型和壓縮空氣成型。2. 2. 水杯塑件材料的選

31、用和特性圖2-1 水杯水杯的材料采用pc。聚碳酸酯，英文名polycarbonate, 簡稱pc。pc是一種無定型、無臭、無毒、高度透明的無色或微黃色熱塑性工程塑料，具有優(yōu)良的物理機械性能，尤其是耐沖擊性優(yōu)異，拉伸強度、彎曲強度、壓縮強度高；蠕變性小，尺寸穩(wěn)定；具有良好的耐熱性和耐低溫性，在較寬的溫度范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的力學(xué)性能，尺寸穩(wěn)定性，電性能和阻燃性，可在 -60120下長期使用；無明顯熔點，在 220-230呈熔融狀態(tài)；由于分子鏈剛性大，樹脂熔體粘度大；吸水率小，收縮率小，尺寸精度高，尺寸穩(wěn)定性好，薄膜透氣性??；屬自熄性材料；對光穩(wěn)定，但不耐紫外光，耐候性好；耐油、耐酸、不耐強堿、氧化性酸

32、及胺、酮類，溶于氯化烴類和芳香族溶劑，長期在水中易引起水解和開裂，缺點是因抗疲勞強度差，容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂，抗溶劑性差，耐磨性欠佳。pc可注塑、擠出、模壓、吹塑、熱成型、印刷、粘接、涂覆和機加工，最重要的加工方法是注塑。成型之前必須預(yù)干燥，水分含量應(yīng)低于0.02%，微量水份在高溫下加工會使制品產(chǎn)生白濁色澤，銀絲和氣泡，pc在室溫下具有相當(dāng)大的強迫高彈形變能力。沖擊韌性高，因此可進(jìn)行冷壓，冷拉，冷輥壓等冷成型加工。擠出用pc分子量應(yīng)大于3萬，要采用漸變壓縮型螺桿，長徑比1：1824，壓縮比1：2.5，可采用擠出吹塑，注-吹、注-拉-吹法成型高質(zhì)量，高透明瓶子。pc合金種類繁多，改進(jìn)pc熔體粘度大（

33、加工性）和制品易應(yīng)力開裂等缺陷， pc與不同聚合物形成合金或共混物，提高材料性能。具體有pc/abs合金，pc/asa合金、 pc/pbt合金、pc/pet合金、pc/pet/彈性體共混物、pc/mbs共混物、pc/ptfe合金、pc/pa合金等，利有兩種材料性能優(yōu)點，并降低成本，如pc/abs合金中，pc主要貢獻(xiàn)高耐熱性，較好的韌性和沖擊強度，高強度、阻燃性， abs則能改進(jìn)可成型性，表觀質(zhì)量，降低密度。pc的三大應(yīng)用領(lǐng)域是玻璃裝配業(yè)、汽車工業(yè)和電子、電器工業(yè)，其次還有工業(yè)機械零件、光盤、包裝、計算機等辦公室設(shè)備、醫(yī)療及保健、薄膜、休閑和防護(hù)器材等。pc可用作門窗玻璃，pc層壓板廣泛用于銀行

34、、使館、拘留所和公共場所的防護(hù)窗，用于飛機艙罩，照明設(shè)備、工業(yè)安全檔板和防彈玻璃。 pc板可做各種標(biāo)牌，如汽油泵表盤、汽車儀表板、貨棧及露天商業(yè)標(biāo)牌、點式滑動指示器， pc樹脂用于汽車照相系統(tǒng)，儀表盤系統(tǒng)和內(nèi)裝飾系統(tǒng)，用作前燈罩，帶加強筋汽車前后檔板，反光鏡框，門框套、操作桿護(hù)套、阻流板、pc被應(yīng)用用作接線盒、插座、插頭及套管、墊片、電視轉(zhuǎn)換裝置，電話線路支架下通訊電纜的連接件，電閘盒、電話總機、配電盤元件，繼電器外殼， pc可做低載荷零件，用于家用電器馬達(dá)、真空吸塵器，洗頭器、咖啡機、烤面包機、動力工具的手柄，各種齒輪、蝸輪、軸套、導(dǎo)規(guī)、冰箱內(nèi)擱架。pc是光盤儲存介質(zhì)理想的材料。pc瓶（容器

35、）透明、重量輕、抗沖性好，耐一定的高溫和腐蝕溶液洗滌，作為可回收利用瓶（容器）。pc及pc合金可做計算機架，外殼及輔機，打印機零件。改性pc耐高能輻射殺菌，耐蒸煮和烘烤消毒，可用于采血標(biāo)本器具，血液充氧器，外科手術(shù)器械，腎透析器等，pc可做頭盔和安全帽，防護(hù)面罩，墨鏡和運動護(hù)眼罩。 pc薄膜廣泛用于印刷圖表，醫(yī)藥包裝，膜式換向器。第三章 塑件工藝性分析3. 1. 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性該塑件尺寸偏大，均為無公差要求的自由尺寸，結(jié)構(gòu)簡單，再根據(jù)材料性能分析，可以選擇精度等級為mt5。pc的塑件脫模斜度： 型腔 351 型芯 3050綜合上述條件，又根據(jù)常用熱塑性塑料的成型條件，可知pc材料的特性如

36、下表3-1：表3-1 pc材料的特性縮寫密度（g/cm）計算收縮率（%）注射壓力(mpa)適用注射機類型pc1.181.200.50.8100140螺桿、柱塞式均可塑件工藝參數(shù)：成型時間：注射時間：1s5s 模具溫度：90110 保壓時間：20s80s 噴嘴溫度：230250 冷卻時間：20s50s 保壓壓力：4060mp 總周期：40s120s 注射壓力：80130mp結(jié)論：由分析可確定為注射成型的模具3. 2. 工藝性分析該工件外形簡單，為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)帶有手柄，平均厚度為3mm，材料為聚碳酸酯，熔融溫度高，需要高料溫，高壓注射成型；塑件易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，原料要干燥，頂出力應(yīng)均勻，塑件需要后處理；

37、流動性差，模具流道的阻力應(yīng)小，模具要加熱。3. 3. 注射機選擇根據(jù)對塑件的分析計算得水杯體積為98080.5mm，pc密度為.1.181.20g/cm，所以水杯的質(zhì)量為115.7117.7g，水杯質(zhì)量取117g。塑件體積： v 98.08cm塑件質(zhì)量： m =117g選用注射機為國產(chǎn)的注射機g54-s-200臥式注塑機。查表注額定注射量為200cm，注射壓力為109mpa，鎖模力為2540kn，注射方式為螺桿式，噴嘴球半徑r為18mm，噴嘴口為直徑8mm。頂出形式是兩側(cè)設(shè)有頂桿，機械頂出（一般工廠的塑膠部都擁有從小到大各種型號的注射機。中等型號的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所以我們不

38、必過多的考慮注射機型號。具體到這套模具）。第四章 塑料制件在模具中的位置與澆注系統(tǒng)的設(shè)計4. 1. 型腔數(shù)目的確定與單型腔模具相比較，單型腔模具具有塑料制件的形狀和尺寸一致性好、成型的工藝條件容易控制、模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊、模具制造成本低、制造周期短等特點。但是，在大批量生產(chǎn)的情況下，多型腔應(yīng)收更為合適的形式，它可以提高生產(chǎn)效率，降低塑件的整體成本。型腔數(shù)目的確定，應(yīng)根據(jù)塑件的幾何形狀及尺寸、質(zhì)量、批量大小、交貨長短、注射能力、模具成本等要求來綜合考慮。根據(jù)注射機的額定鎖模力f的要求來確定型腔數(shù)目n ，即 n (4-1)式中： f注射機額定鎖模力（n） p型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力（mpa） a1、

39、a2分別為澆注系統(tǒng)和單個塑件在模具分型面上的投影面積（mm）大型薄壁塑件、深腔類塑件、需三向或四向長距離抽芯塑件等，為保證塑件成型，通常只能采用一模一腔；回轉(zhuǎn)體類零件常采用直接澆口、盤形澆口輪輻式或爪形澆口成型，這類澆口用在普通澆注系統(tǒng)的模具中，模腔數(shù)量也只能是一模一腔。根據(jù)上述所知，采用一模一腔。4. 2. 分型面的選擇由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件的位置塑件的推出、排氣等多種因素的影響、因此在選擇分型面時應(yīng)遵循以下的原則： （1）分型面應(yīng)設(shè)置在塑件外形最大輪廓處，否則塑件無法取出。 (2) 分型面應(yīng)設(shè)置在動模一側(cè)，方便塑件順利脫模。 (3

40、) 分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求。 (4) 分型面的選擇應(yīng)考慮塑件的外觀質(zhì)量要求。 (5) 分型面的選擇應(yīng)考慮排氣效果。 (6) 分型面的選擇應(yīng)盡可能滿足制品的使用要求。 (7) 有利于防止溢料。除此之外，選擇分型面時，還要考慮模具零件制造的難易程度，側(cè)向抽芯的方便與否?？傊?，影響分型面的因素很多，設(shè)計時在保證塑件質(zhì)量的前提下，應(yīng)使模具的結(jié)構(gòu)越簡單越好。另外，水杯手柄部位形狀比較復(fù)雜，所以，將分型面選擇在水杯中間剖切面上。這樣，不致影響塑件外觀，既有利于脫模，又使模具的加工制造更容易。4. 3. 普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計4. 3. 1. 普通澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計原則（1） 普通澆注系統(tǒng)的組成 普

41、通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴4部分組成。 主流道是從注射機噴嘴于模具接觸處開始到分流道或型腔為止的塑料熔體的流道通道。 分流道是主流道末端與澆口之間塑料熔體的流動通道。 澆口是連接分流道與型腔的塑料熔體的通道，一般情況下澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小的部位。 冷料穴一般設(shè)置在主流道末端，有時分流道的末端也設(shè)置冷料穴。冷料穴是為儲存料流中的前鋒冷料而設(shè)置的。普通澆注系統(tǒng)按主流道的軸線是否平行于分型面，可分為直澆注系統(tǒng)和橫澆注系統(tǒng)。在臥式和立式注射機中，主流道軸線垂直于分型面，屬于直澆注系統(tǒng)，在角式注射機中，主流道軸線平行于分型面，屬于橫澆注系統(tǒng)。（2） 澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則 充分考慮塑料溶

42、體的流動性和結(jié)構(gòu)公藝性。 熱量和壓力損失要小。 確保均衡進(jìn)料。 排氣性好。 塑料耗量要少。4. 3. 2. 主流道的設(shè)計主流道的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和沖模時間有較大的影響，因此必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。主流道一般位于模具中心線上，它與注射機噴嘴的軸線重合。塑件尺寸較大，流動性差黏度大，所以主流道截面尺寸設(shè)計的要大點，在臥式或立式注射機用的模具中，主流道垂直于分型面。設(shè)計要點:截面形狀、錐度、孔徑、長度、球面r、圓角r圖形如下4-1： 圖41 流道形狀及其與注射機噴嘴的關(guān)系為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角a為26，小端直徑d比注射機噴嘴直徑大0.

43、51mm，一般d=2.55mm。由于小端的前面是球面，其深度為35mm，注射機噴嘴的球面在該位置與模具接觸并貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大12mm。流道的表面粗糙度ra0.8um。表4-1主流道d的推薦值塑料品種注射機最大注射量（g）1030601252505001000pe、ps33.544.54.555abs、pmma33.544.54.555pc、psu3.544.5555.55.5根據(jù)選用的xs-zy-125型號注射機的相關(guān)尺寸得:噴嘴前端孔徑： =4mm噴嘴前端球面半徑：=18mm根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系=+(12)mm=19mm=+(0.51)mm=5mm錐角為26

44、，取其值為3。中小型模具定位圈高度一般取810mm，大型模具定位圈高度一般取1215mm。主流道襯套一般選用碳素工具鋼如t8a、t10a等，熱處理要求5256hrc，襯套與定模板的配合可采用h7/m6。4. 3. 3. 澆口設(shè)計澆口（又稱為進(jìn)料口）是連接分流道與型腔的通道。除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但它確是最關(guān)鍵的部分。它的位置、形狀和尺寸對塑件的成型有著很大的影響。它的設(shè)計包括其形狀、尺寸的確定及位置的選擇。它可分為限制性澆口和非限制性澆口兩種。限制性澆口包括側(cè)澆口、扇形澆口、平縫澆口、環(huán)形澆口、盤形澆口、點澆口、潛伏澆口、護(hù)耳澆口等。非限制性澆口即為直接交口。根據(jù)塑件形狀

45、及材料特性，為此選擇點澆口，點澆口又稱針點式澆口。橄欖形澆口或菱形澆口。它的截面為圓形，其尺寸很小。 圖4-2點澆口澆口的選用通常要考慮以下幾項原則： 盡量縮短流動距離; 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處; 必須盡量減少熔接痕; 應(yīng)有利于型腔中氣體排出; 考慮分子定向影響; 避免產(chǎn)生噴射和蠕動; 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷; 注意對外觀質(zhì)量的影響。點澆口直徑d選取范圍一般為 d=0.52.0mm;常用尺寸為:d=0.51.5mm。也可以用一下經(jīng)驗公式計算： d=(0.140.20) (4-2)式中：a型腔表面積； t塑件在點澆口處的壁厚。其他尺寸可在下列式中選?。狐c澆口長度=0.81.2mm； =0

46、.51.5mm；上錐角；下錐角；澆口總長度。點澆口常用于pe、pp、pc、ps、pom、a/s、abs等塑料。4. 3. 4. 冷料穴的設(shè)計pc材料流動性差，但本套模具工藝控制容易，很少產(chǎn)生冷料，所以不設(shè)置冷料穴。4. 3. 5. 排氣系統(tǒng)的設(shè)計當(dāng)熔體填充型腔時，必須排出型腔、澆注系統(tǒng)的空氣和塑料本身揮發(fā)出來的氣體，否則會在塑件上產(chǎn)生氣泡、凹坑、接縫、表明輪廓不清、褐色斑紋等缺陷，同時還會降低充模速度。排氣有以下幾種方式： 充分利用模具零部件間隙排氣； 在分型面上開設(shè)排氣槽。排氣槽寬度可取1.56.0mm，在離開型腔58mm后設(shè)計成開放的燕尾式排氣槽，它的深度為0.010.02mm； 防止排氣

47、槽正對著操作者，避免熔體從排氣槽噴出傷人； 利用排氣塞（或稱為燒結(jié)金屬塊）排氣； 在氣體滯留區(qū)利用設(shè)置在塑件內(nèi)側(cè)的排氣桿或真空泵實行強制性排氣。第五章 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。計成型零件時，應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位

48、等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強度和剛度校核。5. 1. 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模是成型塑件外表面的主要零件，按結(jié)構(gòu)的不同可分為整體式和組合式兩類。公關(guān)廣告組合式凹模是指凹模由兩個或兩個以上零件組合而成。這種凹模加工工藝性好，但裝配調(diào)整困難，有時塑件表面會留有拼接的痕跡。組合式凹模主要用于形狀復(fù)雜的塑件成型。組合式凹?？煞譃檎w嵌入式、局部鑲拼式和四壁拼合式。根據(jù)水杯結(jié)構(gòu)底部有凹槽所以選擇組合式凹模的大面積鑲嵌式凹模。大面積鑲嵌式凹模其結(jié)構(gòu)如圖5-1。 圖5-1 組合式凹模 凹模的材料選40cr，凹模熱處理硬度達(dá)到hrc

49、4050,表面需鍍硌和拋光處理，型腔表面的粗糙度為ra0.20.1um，配合面需要達(dá)到ra0.8um。5. 2. 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計凸模是用于成型塑件的內(nèi)表面的凸?fàn)盍慵?，凸模按結(jié)構(gòu)也分為整體式和組合式兩類。小型模具凸模常采用整體式，與模板做成一體，大、中型模具采用組合式。整體式凸模如圖5-2。圖5-2 水杯底座凸模根據(jù)對該塑件整體進(jìn)行分析，知其內(nèi)形比較簡單，深度較大，可以采用整體式凸模。整體凸模的結(jié)構(gòu)簡單牢固， 成型塑料件的質(zhì)量好，且適合用于這種小型的塑件。在實際的加內(nèi)圓弧角尺寸要求及對稱度等技術(shù)要求，而且降低了零件的加工成本。最后，用拋光機對型芯進(jìn)行了表面拋光處理，使得塑料制件的內(nèi)壁光滑、美觀。型

50、芯材料選40cr，熱處理達(dá)到表面硬度為hrc4550，型芯表面的粗糙度為ra0.10.25mm，配合面為ra0.8mm，型芯表面熱處理時需好進(jìn)行鍍鉻、與拋光處理。5. 3. 成型零件工作尺寸的計算5. 3. 1. 影響成型零件尺寸的因素 （1）成型收縮塑件成型后的收縮率波動范圍較大，且與多種因素有關(guān)。在計算工作尺寸時，通常按平均收縮率計算，公式如下： （5-1） 式中：塑件的平均收縮率； 塑件的最大收縮率； 塑件的最小收縮率。pc材料的收縮率為（0.50.8）%，所以=0.65%。 （2）模具成型零件的制造公差模具成型零件的制造公差直接影響塑件的尺寸公差，成型零件的精度高，則塑件的精度也高。模具設(shè)計時，成型零件的制造公差可選為塑件公差的1/31/4，或選it7it8級精度，表明粗糙度為0.8。 （3）模具成