毕业设计（论文）-车载CD壳注射成型模具设计.pdf

天天 津津 大大 学学 （高等教育自学考试） 本科生毕业设计（论文）任务书本科生毕业设计（论文）任务书 机械工程学院 办学点 模具设计与制造 专 业 班 设计（论文）题目： 车载 CD 壳注射成型模具设计 完成期限： 自 2009 年 5 月 10 日 至 2009 年 09 月 10 日止 指 导 教 师 办学单位负责人 批 准 日 期 学 生 接受任务日期 2009.5.10 1 做专业的数控、维修z h q 7281348 一、设计（论文）原始依据（资料） 一、设计（论文）原始依据（资料） 1、设计题目 车载 CD 架壳体注射成型模具设计 2、塑料制品的性能要求： （1）制品的外表面要光洁平整，无飞边毛刺及明显的熔接痕和其它斑痕； （2）制品的强度和刚度要满足其使用要求； （3）制品的尺寸精度要满足其图纸或装配及其它方面的使用要求； （4）医用类的塑料制品的外形要符合人体工程学。 3、塑料制品材料：聚碳酸酯 4、塑料制品的收缩性：收缩率为：0.4% 0.8%，平均收缩率为：0.5 %。 5、生产量：4 万件。 6、塑料制品零件图（实体图）如下： 2 做专业的数控、维修z h q 7281348 二、设计（论文）内容和要求： （说明书、专题、绘图、试验结果等）二、设计（论文）内容和要求： （说明书、专题、绘图、试验结果等） 设计题目：车载CD架壳体注射成型模具设计 选材: 聚碳酸酯 主要原料为聚碳酸酯 聚碳酸酯是一种性能优良的热塑性工程塑料，抗冲击性在热塑性塑料中名列前茅。 成型零件可达到很好的尺寸精度，并在很宽的温度范围内保持其尺寸的稳定 性、成型收缩率恒定为0.50.8。抗蠕变、耐磨、耐热。耐寒。脆化温度 在-100以下，长期工作温度达120。聚碳酸酯吸水率较低，能在较宽的温 度范围内保持较好的电性能。耐室温下的水、稀酸、氧化剂、还原剂、盐、油、 脂肪烃、但不耐碱、胺、酮、脂、芳香烃，并有良好的耐气候性、其最大的缺 点是塑件易开裂， 耐疲劳强度较差。 用玻璃纤维增强聚碳酸， 克服了上述缺点， 使聚碳酸酯具有更好的力学性能，更好的尺寸稳定性，更小的成型收缩率，并 提高了耐热性和耐药性，降低了成本。聚碳酸脂在机械上主要用作各种齿轮、 蜗轮、蜗杆、齿条、凸轮、芯轴、轴承、滑轮、铰链、螺母、垫圈、泵叶轮、 灯罩、节流阀、润滑油输油管、各种外壳、盖板、容器、冷冻和冷却装置零件 等。在电气方面用作电机零件、电话交换器零件、信号用继电器、风扇部件、 拨号盘、仪表壳、接线板等。还可制作照明灯、高温透镜、视孔镜、防护玻璃 等光学零件。关于模具设计与制造主要考虑注塑成型的几种参数，例如：成型 温度,注塑压力，锁模力，推杆位置等的确定和校核，具体还要考虑到关于模 具的浇注系统，分型面，推出装置，分型装置，模温控制等 设计基本思路：先研究产品材料，然后根据产品结构和材料性能设计相应模具 设计框架： 研究制品结构选材牌号设计尺寸公差受控图开模 （模具设计加工，试模，试组装） 研究方式：用团队协作，整体结构评审 研究方法：1、尺寸计算 2、参考以往工作经验 3、查阅相关资料，网络资源 4、实验 5、电脑模拟 3 做专业的数控、维修z h q 7281348 设设 计计 进进 度度 计计 划划 表表 序 号 起止日期 计 划 完 成 内 容 实 际 完 成 情 况 检查日期 检查人签名 1 20090517- 20090601 熟悉课题，检索收集相关 设计资料 2 20090602- 20090617 测绘制件图，确定技术路 线，拟定并论证 模具结 构总体设计方案 3 20090618- 20090701 模具各功能机构的设计 与计算 4 20090702- 20090717 绘制模具装配图 5 20090718- 20090801 绘制模具非标零件图 6 20090802- 20090824 总结设计结果和过程，撰 写设计说明书 7 20090825- 20090904 准备毕业答辩资料 8 200909 毕业答辩 指导教师批准，并签名： 年 月 日 4 做专业的数控、维修z h q 7281348 天津大学高等教育自学考试本科生毕业设计（论文）开题报告 课题名称 车载 CD 架壳体注射成型模具设计 学院名称 机械工程学院 专业名称 模具设计与制造 学生姓名 指导教师 选题依据及研究意义 模具是机械、电子等行业的基础工业，是技术成果转化的基础，是高新技术产业的 重要领域， 同时它对国民经济和社会的发展起着越来越大的作用。 在欧美等工业发达的国 家被称为“点铁成金”的“磁力工业” 。采用模具生产制件具有效率高、质量好、切削少、 节约能源和原材料、 成本低等一系列优点。 模具成型已成为当代工业当代生产的重要手段， 成为多种成型工艺中最具有潜力的工业发展方向。 塑料模具是模具工业中的一种，对实现塑料成型工艺要求和塑件使用要求起着十分 重要的作用。 任何塑件生产和更新换代都是以模具的制造和更新为前提的， 由于目前工业 和民用塑件的产量猛增，质量要求越来越高，因而导致了塑料模具研究、设计和制造技术 的迅猛发展。 近年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速， 从模具设计和制造两方面 来看，未来我国模具工业和技术的主要发展方向将是： 广泛应用、大力普及 CAD/CAE/CAM 技术，逐步走向集成化。 提高大型、 精密、 复杂与长寿命模具的设计与制造技术， 逐步减少模具的进口量， 增加模具的出口量。 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。 发展快速成型和快速制造模具，即快速成型制造技术，迅速制造出产品的原型与 模具，降低成本推向市场。 开发优质模具材料和先进的表面处理技术，提高模具的可靠性。 积极研究与开发模具的抛光技术及其设备。 研究和应用模具的高速测量技术、逆向工程与并行工程，最大限度地提高模具的 开发效率与成功率。 大力发展高精度塑料模具。 简易制模工艺的研究，开发新的成型工艺与模具，以满足未来的多学科多功能综 合产品开发设计技术。 特种塑料成型模具的研制与开发。 基于以上内容并结合我校专业特色及本专业的培养计划， 我选用股动脉压迫器塑件作 为本次毕业设计的题目。 研究内容：(包括研究思路、研究方法等)研究内容：(包括研究思路、研究方法等) 本次毕业设计题目中的汽车播放器盖体采用聚碳酸酯为主要原料，产品外观为黑亮 色，本制品作为播放器的壳体，光亮、美观，大方，轻便灵巧，适合各种中高档汽车使用。 5 做专业的数控、维修z h q 7281348 6 注射成型模具的设计和制造，其最终目的是为了能按用户要求和市场需要，快捷、及 时、既安全又稳定持久的生产出质地精良的制品。因此，设计是否合理主要体现在下述几 方面： 所成型制品的表面质量、尺寸精度及其稳定性以及相关技术条件，是否能达到用户或 图纸的要求。 所涉及的模具，其制造工艺星是否先进、合理，与现有设备及制造技术水平是否相符 合在规定的周期内完成。 各零部件是否便于装、卸；便于维护、修理和更换。 使用是否安全并符合环保要求；使用寿命能否达到用户要求。 设计过程如下： 全面了解制品的形状、尺寸、重量等，作为设计的依据。 确定分型面。 确定型腔数和排列形式以及型腔、型芯的结构。 浇口位置、脱浇道结构的确定和排气系统地确定。 冷却系统的选定。 导向、定位结构的确定。 推出结构和复位结构的选定。 模架大小的选定和相关标准件的选定。 模具钢材和热处理要求的确定。 注射机型号、规格的选定。 上述内容确定后即可进行总装配图的设计和绘制。 研究进程安排 研究进程安排 （1）一到四周查资料、写开题报告； （2）五到十周计算尺寸确定方案绘制草图； （3）十一到十六周绘制装配图，零件图和写说明书； （4）十七到十八周老师检阅，答辩； 主要参阅文献 主要参阅文献 1 邹继强，塑料制品及其成型模具设计，北京：清华大学出版社，2005 年 2 王鹏驹，塑料模具技术手册，北京：机械工业出版社，1997 年 3 阎其凤，模具设计与制造，北京：机械工业出版社 1995 年 4 刘小年，机械设计制图简明手册，北京：机械工业出版社 2001 年 选题是否合适：是 否 课题能否实现：能 不能 指导老师（签字） 年 月 日 选题是否合适：是 否 课题能否实现：能 不能 审题小组组长（签字） 年 月 日 做专业的数控、维修z h q 7281348 目 录 目目 录录 第一章 注塑模具简述及其前景展望10 1.1 注塑行业基本现状及存在的主要问题 10 111 注塑行业基本现状10 112 注塑行业存在的主要问题11 1.2 我国注塑模具的发展前景13 1.3 注塑模具的发展趋势14 第二章 塑件制品分析16 2.1 制件分析16 21.1 塑件图16 21.2 注射成型模具怎样设计才合理 16 2.2 常见塑料的性能和用途17 2.3 对塑件进行工艺分析20 2 4 塑件的结构工艺性分析21 2.4.1 分型面位置的确定 21 2 5 明确塑件批量22 2 6 设计要求22 2.6.1 制品的技术要求22 2 6.2 设计步骤23 第三章 模具组件的设计与计算28 3.1 制品测量28 3.2 选择成型设备28 3.3 注塑机校核28 3.4 型腔、型芯等成型零件尺寸的计算29 341 型芯尺寸计算29 3.5 浇注系统的设计与计算34 3.6 脱模推出机构的设计38 3.7 模架的选择39 第四章 模具注塑成型各种缺陷及解决方法 41 41 注塑成型各种缺陷及解决方法41 参考文献51 致谢52 9 做专业的数控、维修z h q 7281348 摘要 摘摘 要要 注塑成型是高分子材料成型加工中一种重要的方法， 热塑性塑料注塑占注塑成型工 艺主导地位，热固性塑料和结构泡沫塑料注塑也占有一定份额。特别是为适合特殊性能 要求的塑料注塑，在传统热塑性塑料注塑成型技术的基础上开发了专用注塑成型技术， 如气体辅助注塑成型（GAIM） 、反应注塑成型（RIM） 、增强反应注塑成型（RRIM） 、 结构发泡注塑成型、电磁动态注塑成型和精密注塑成型等，通过各种注塑成型可以获得 各种结构形状复杂的塑料制品。如今各种复杂塑料注塑成型的结构件、功能件以及特殊 用途的精密件已广泛的应用到交通、运输、包装、储运、邮电、通讯、建筑、家电、汽 车、计算机、航空航天、国防尖端等国民经济的所有领域，已成为不可缺少的重要的生 产资料和消费资料。 本次毕业设计题目中的汽车播放器采用聚碳酸酯为主要原料，产品外观为黑亮色， 本制品作为汽车 CD 播放器的内壳，适合各种中高档汽车使用。 关键词： 关键词：注塑成型；结构；聚碳酸酯。 7 做专业的数控、维修z h q 7281348 ABSTRACT 8 8 ABSTRACT Injection molding is a molding processing in polymer materials is an important method of accounting for thermoplastic injection molding process leading position, thermoset plastics and structural foam injection molding is also occupy a certain share. Particularly suitable for specific performance requirements for plastic injection molding, thermoplastic injection molding in the traditional technology developed on the basis of the special injection molding techniques, such as gas-assisted injection molding (GAIM), reaction injection molding (RIM), enhance the reaction injection molding (RRIM ), structural foam injection molding, electromagnetic dynamic injection molding and precision injection molding and so on, through a variety of injection molding of complex shapes can get a variety of structural plastic products. Today, all kinds of complex plastic injection molding of structural parts and functional parts, as well as special-purpose precision parts has been widely applied to the traffic, transport, packaging, storage and transportation, post and telecommunications, communications, construction, household appliances, automotive, computer, aerospace, defense tip in all areas of the national economy, has become an indispensable means of production and consumption of information. The subject of graduation in the car player, using polycarbonate as the main raw materials, products, black light-colored appearance, this product as a car CD player, the inner shell, suitable for a variety of high-grade car use. Key words: Injection molding; Structure; Polycarbonate. 做专业的数控、维修z h q 7281348 第一章 注塑模具简述及其前景展望第一章 注塑模具简述及其前景展望 第一章第一章 注塑模具简述及其前景展望 注塑模具简述及其前景展望 随塑料模具产业近年来在我国发展很快，随之而来的是日益激烈的市场竞争，加入 WTO 后，外资模具厂家进入国内市场，要在激烈的竞争中脱颖而出，发展模具标准件、 实施模具的专业化生产至关重要。 发展模具标准件对缩短模具设计制造周期、降低模具生产成本、提高模具质量都具 有十分重要的意义，如果能够实现模具标准件的专业化生产和商品化供应，将能极大地 促进我国模具工业的发展。 国外发达国家模具标准化程度为 7080，而我国只有 30左右。 如能广泛应用模具标准件， 将会缩短模具设计制造周期 2540， 并可减少由于 使用者自制模具件而造成的工时浪费。 应用模具 CADCAM 技术设计模具已较为普遍， 推广使用模具标准件，能够实现部分资源共享，这会大大减少模具设计的工作量和工作 时间，对于发展 CADCAM 技术、提高模具的精密度有重要意义。 现在，国内企业已认识到了模具标准化的重要性，目前有一定生产规模的模具标准 件生产企业有 100 余家，主要产品有塑料模架、侧冲装置、推杆推管等，其中塑料模架 已可生产较大型产品， 为发展大型精密模具打下了基矗虽然国内模具产业有了长足的发 展，但与国外相比差距仍然很大。 其模具企业建立质量保障体系的意识很强，申请 ISO9000 认证的热情高涨，都认 识到专业化生产是进入国际市场的通行证。外商独资的模具企业在深圳占绝对优势，专 业技术水平全国领先、新技术应用广、模具品种齐全、质量较高、制模周期短。除汽车 用的大型覆盖件模具以外的各类模具，这些企业均能制作，如高速铣加工、气辅注塑、 逆向工程、热流道技术、 快速原型技术等。 实施标准化、专业化推动了我国塑料模具加工工业的发展，并将继续为我国塑料模 具生产企业提高技术水平、增强竞争实力、加快融入国际大市场的步伐提供必要的技术 保障。 1.1 注塑行业基本现状及存在的主要问题1.1 注塑行业基本现状及存在的主要问题 1.1.1 注塑行业基本现状注塑行业基本现状 注塑成型是高分子材料成型加工中一种重要的方法， 热塑性塑料注塑占注塑成型工 艺主导地位，热固性塑料和结构泡沫塑料注塑也占有一定份额。特别是为适合特殊性能 要求的塑料注塑，在传统热塑性塑料注塑成型技术的基础上开发了专用注塑成型技术， 如气体辅助注塑成型（GAIM） 、反应注塑成型（RIM） 、增强反应注塑成型（RRIM） 、 结构发泡注塑成型、电磁动态注塑成型和精密注塑成型等，通过各种注塑成型可以获得 各种结构形状复杂的塑料制品。如今各种复杂塑料注塑成型的结构件、功能件以及特殊 10 做专业的数控、维修z h q 7281348 第一章 注塑模具简述及其前景展望第一章 注塑模具简述及其前景展望 用途的精密件已广泛的应用到交通、运输、包装、储运、邮电、通讯、建筑、家电、汽 车、计算机、航空航天、国防尖端等国民经济的所有领域，已成为不可缺少的重要的生 产资料和消费资料。 进入 90 年代，我国国民经济的持速增长，带动了塑料工业的快速增长。塑料机械 产业明显的跃升，促使注塑产品的应用领域从一般日用、民用行业向国民经济几乎所有 的部门拓展，而且具有较高技术含量和高附加值的注塑产品开发应用不断增多，提高了 我国注塑行业的整体水平。企业技术装备、市场开发能力、产品应用范围和参与市场竞 争的能力等方面与以往相比均有了较大提高， 沿海工业发达地区的注塑产品档次接近港 台同类产品的水平。到 2000 年全国注塑产品耗用量约 287 万吨；其中农用注塑品 2.65 万吨、包装储运注塑品 6.5 万吨、建筑注塑管件 22.6 万吨、工业配套注塑件 127 万吨、 日用注塑制品 128.2 万吨。 注塑行业主要生产加工配套产品， 服务于国民经济各行各业， 市场需求量大，2000 年家电行业洗衣机、冰箱、小家电产品等约需 50 万吨；电子电器、 电视机、电脑等产品需塑料配件产品约 50 万吨；250 万辆汽车需注塑配件约 30 万吨； 包装储运物流产品约 6.5 万吨。沿海经济发达地区，由于经济高速增长，急需注塑产品 的配套服务，给注塑行业发展带来机遇。目前国内经济发达地区广东、浙江、上海、江 苏和山东等省市注塑产品产量约占全国总产量 65%，且从过去劳动密集型逐渐转向技 术、资本密集型发展，生产力布局日趋合理。目前注塑行业年加工能力 350 万吨以上， 单机注塑加工容量可从 4 克-5 万克，甚至将有 6 万克注塑机问世。 1.1.2 注塑行业存在的主要问题 1.1.2 注塑行业存在的主要问题 1、我国注塑行业专业化生产企业，大多数是原国家轻工业部管辖下五、六十年代 建的塑料制品厂，其特点生产规模小、分散广、科技力量不强、市场开发应变能力薄弱、 中低档产品偏多、 企业老负担重、 资金缺乏。 而国内一些原料生产基地和大型家电集团、 汽车制造厂、建材厂自己投资搞注塑配件、其生产规模、科学技术水平和产品市场拥有 率大大超过原有企业水平，市场竞争的地理化和本土化，这种上游产品往下发展，而下 游产品往上发展，使我国处于中间状态的注塑企业发展空间越来越小，注塑产品单一， 企业生存和发展越来越难，濒临破产倒闭。 2、我国注塑行业市场存在混乱状况。个别乡镇私人企业，由于其负担轻、税赋低、 劳动成本低、偷工减料以低档次、低价格倾销产品冲击市场，阻碍我国注塑行业的健康 有序发展。 3、注塑行业重复建设、产能过剩、产品互相削价，致使经济效益大幅度滑坡。 4、国内多数注塑产品企业整体技术、装备、水平与发达国家比还处于较落后状态、 产品开发能力差，创新少、深度加工跟不上市场需求。 5、注塑制品加工离不开注塑设备和模具，而目前国内能制造的最大注塑机锁模力 只有 3600 吨左右，注塑量未超过 5 万克。同时全国模具厂缺乏龙头企业，模具开发能 11 做专业的数控、维修z h q 7281348 第一章 注塑模具简述及其前景展望第一章 注塑模具简述及其前景展望 力尚不及先进发达国家。 6、原材料供应方面。国内自己生产原料品种牌号少，选择余地小，不能满足加工 厂需求，每年还需大量进口原材料。国内原材料供需矛盾突出。 1.2 模具分类 模具一般可分为塑胶模具及非塑胶模具： a) 非塑胶模具有：铸造模、锻造模、冲压模、压铸模等。 1 铸造模水龙头、生铁平台 2 锻造模汽车身 3 冲压模计算机面板 4 压铸模超合金，汽缸体 b) 塑胶模具根据生产工艺和生产产品的不同又分为： 1 注射成型模电视机外壳、键盘按钮（应用最普遍） 2 吹气模饮料瓶 3 压缩成型模电木开关、科学瓷碗碟 4 转移成型模集成电路制品 5 挤压成型模胶水管、塑胶袋 6 热成型模透明成型包装外壳 7 旋转成型模软胶洋娃娃玩具 注射成型是塑料加工中最普遍采用的方法。 该方法适用于全部热塑性塑料和部分热 固性塑料，制得的塑料制品数量之大是其它成型方法望尘莫及的，作为注射成型加工的 主要工具之一的注塑模具，在质量精度、制造周期以及注射成型过程中的生产效率等方 面水平高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新，同时也决定着企业在市 场竞争中的反应能力和速度。 我公司的产品成型全部采用注射成型。 注塑模具是由若干块钢板配合各种零件组成的，基本分为： 1 成型装置（凹模，凸模） 2 定位装置（导柱，导套） 3 固定装置（工字板，码模坑） 4 冷却系统（运水孔） 5 恒温系统（加热管，发热线） 6 流道系统（唧咀孔，流道槽，流道孔） 7 顶出系统（顶针，顶棍） 2.根据浇注系统型制的不同可将模具分为三类： a)大水口模具：流道及浇口在分模线上，与产品在开模时一起脱模，设计最简单，容易 加工，成本较低，所以较多人采用大水口系统作业。 b)细水口模具：流道及浇口不在分模线上，一般直接在产品上，所以要设计多一 12 做专业的数控、维修z h q 7281348 第一章 注塑模具简述及其前景展望第一章 注塑模具简述及其前景展望 组水口分模线，设计较为复杂，加工较困难，一般要视产品要求而选用细水口系统。 c)热流道模具：此类模具结构与细水口大体相同，其最大区别是流道处于一个或多 个有恒温的热流道板里， 无冷料脱模， 流道及浇口直接在产品上， 所以流道不需要脱模， 此系统又称为无水口系统，可节省原材料，适用于原材料较贵、制品要求较高的情况， 设计及加工困难，模具成本较高。 热流道系统，又称热浇道系统，主要由热浇口套，热浇道板，温控电箱构成。我们 常见的热流道系统有单点热浇口和多点热浇口二种形式。 单点热浇口是用单一热浇口套 直接把熔融塑料射入型腔， 它适用单一腔单一浇口的塑料模具;多点热浇口是通过热浇道 板把熔融料分枝到各分热浇口套中再进入到型腔，它适用于单腔多点入料或多腔模具. 1.2 我国塑料模具的发展前景1.2 我国塑料模具的发展前景 近年来,我国塑料模具业发展相当快，目前，塑料模具在整个模具行业中约占 30% 左右。 当前， 国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大， 其中发展重点为工程塑料模具。 我国国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求， 仅汽车行业将需要各 种塑料制品 36 万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过 1000 万台；彩电的年产量 己超过 3000 万台。到 2010 年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为 30%，塑 料管的普及率将达到 50%，这些都会大大增加对模具的需求量。 建筑、建材业塑料建材可大量代钢、代木、替代传统建材，将在今后得到越来越多 的应用。预测 2005 年建筑用塑料制品的占总产量 16%，约 400 万吨，因此塑料建材模 具需求量将增长较快。由于国家己明令禁止使用铸铁管道，代之以塑料管材，预计 2010 年全国新建住宅室内排水管 80%及城市供水 50%将采用塑料管。同时，国家正在大力发 展塑料门窗，到 2010 年塑料门窗和塑料管的普及率将达到 30%-50%，塑料排水管的 市场占有率将超过 50%。 家电行业近期家电业所需模具量年增长率为 10%。一台电冰箱约需模具 350 副，价 值约 400 万元；一台全自动洗衣机约需模具 200 副，价值 3000 万元；一台空调器仅塑 料模具就有 20 副，价值 150 万元；单台彩电大约共需模具 140 副，价值约 700 万元。 则仅彩电模具每年就有约 28 亿元的市场。随着家电市场竞争的白热化，外壳设计成为 重要的一环，对家电外壳的色彩、手感、精度、壁厚等都提出新要求。业内人士普遍认 为，大型、精密、设计合理。 汽车、摩托车业汽车工业是中国国民经济五大支柱产业之一，增长速度惊人，因此 汽车模具潜在市场巨大。 每一种型号的汽车都需要几千副模具， 价值上亿元； 每一瑾 摩 托车将近千副模具，价值 1000 多万元。据估计汽车、摩托车行业每年需要 100 多亿元 的模具，而我国大型精密模具的制造能力不足。据介绍，目前 国中高档轿车的覆盖件 模几乎全部为进口产品。因此，发展自己的科技含量高的大型精密汽车覆盖件模具是今 13 做专业的数控、维修z h q 7281348 第一章 注塑模具简述及其前景展望第一章 注塑模具简述及其前景展望 后的重要工作。 因此，有专家预测，在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将逐步提 高，且发展速度将高于其他模具。 由于国内汽车、摩托车、电器、电子通信、信息产业、仪器仪表、塑料、办公设备、 建材等行业对模具有强劲的需求，以及工业发达国家模具制造业向中国继续转移，“十 五”期间的全国模具需求量大于生产量的状况将在“十一五”期间延续，全国模具 行业的发展速度将保持或高于“十五”期间平均增长 12%的水平而达到 15%。而 广东国民经济持续高速发展的需求拉动， 以及我省模具制造业近二十年来加工能力的不 断提高，广东模具制造业的发展极有可能会高于全国平均数，而达到 20%左右。这样大 的市场需求和发展空间，以及坚实的基础提供了持续快速增长的良好机会，广东模具业 前景将无限光明。 1.3.注塑模具的发展趋势1.3.注塑模具的发展趋势 中国模具未来发展的趋势 模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通 讯等产品中，60%80%的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的 高低，因此，模具被称之为“百业之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产 品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。 模具生产的工艺水平及科技含量的高低， 已成为衡量一个国家科技与产品制造水平 的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一 个国家制造业的国际竞争力。 我国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。大型、精密、复杂、高效和 长寿命模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，已能生产部分新 型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面，已从电机、电器 铁芯片模具，扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等家电零件模具。在大型塑料 模具方面，已能生产 48 英寸电视的塑壳模具、6.5kg 大容量洗衣机全套塑料模具，以及 汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料模具、多 型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶 梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模 具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。 根据国内和国际模具市场的发展状况，有关专家预测，未来我国的模具经过行业结 构调整后，将呈现十大发展趋势：一是模具日趋大型化；二是模具的精度将越来越高； 三是多功能复合模具将进一步发展；四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高； 五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展； 六是模具标准化和模具 14 做专业的数控、维修z h q 7281348 第一章 注塑模具简述及其前景展望第一章 注塑模具简述及其前景展望 15 标准件的应用将日渐广泛；七是快速经济模具的前景十分广阔；八是压铸模的比例将不 断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求；九是塑料模具的比 例将不断增大；十是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是产 品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化 做专业的数控、维修z h q 7281348 第二章 塑件制品分析 第二章 塑件制品分析 第二章 塑件制品分析 21 制件分析21 制件分析 211 塑件图211 塑件图 212 注射成型模具怎样设计才合理 212 注射成型模具怎样设计才合理 注射成型模具的设计和制造，其最终目的是为了能按用户要求和市场需要，快捷、 及时既安全又稳定持久的生产出质地精良的制品。因此，设计是否合理主要体现在下述 几方面： 所成型制品的表面质量、尺寸精度及其稳定性以及相关技术条件，是否能达到用户 （或图纸）的要求。所设计的模具，其制造工艺性是否先进、合理，与现有设备及制造 技术水平是否相符合及在规定的周期内能否完成。 各零部件是否便于装、 卸； 便于维护、 修理和更换。使用是否安全并符合环保要求；使用寿命能否达到用户要求。 16 做专业的数控、维修z h q 7281348 第二章 塑件制品分析 22 常用的塑料的性能和用途22 常用的塑料的性能和用途 1热塑性塑料 （1）聚乙烯（Polyethylene，PE） 聚乙烯是最结构简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。 它是由重复的CH2单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯（ CH2=CH2 ）的加成聚 合而成的。 聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30 大气压)，有机化合物催化 条件下进行 Ziegler-Natta 聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。 这种条件下聚合的聚乙 烯分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa)， 高温(190210C)，过氧化物催化条件下自由基聚合，生产出的则是低密度聚乙烯 (LDPE)，它是支化结构的。 （2）聚丙稀（Polypropylene，PP） 由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。有等规物、无规物和间规物三种构型，工业 产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明 无色固体， 无臭无毒。 由于结构规整而高度结晶化,故熔点高达 167,耐热,制品可用蒸 汽消毒是其突出优点。密度 0.90g/cm3,是最轻的通用塑料。耐腐蚀,抗张强度 30MPa， 强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过 改性和添加抗氧剂予以克服。 特点： 无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在 100 度 左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老 化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件 。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎 不起作用，可用于食具。 生产方法： 淤浆法。在稀释剂（如己烷）中聚合，是最早工业化、也是迄今生产量最大的 方法。液相本体法。在 70和 3MPa 的条件下，在液体丙烯中聚合。气相法。在丙 烯呈气态条件下聚合。后两种方法不使用稀释剂，流程短，能耗低。液相本体法现已显 示出后来居上的优势。 成型特性： 1.结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解. 2.流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形. 3.冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度.料温低温 高压时容易取向,模具温度低于 50 度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕,90 度以上 易发生翘曲变形 17 做专业的数控、维修z h q 7281348 第二章 塑件制品分析 4.塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中. （4）聚苯乙烯（Polystyrene，PS） 聚苯乙烯是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品种， 通常作单组分塑料进行加 工和应用，主要特点是质轻、透明、易染色，成型加工性能良好，所以广泛应用于日用 塑料、电器零件、光学仪器及文教用品。但耐热性低，热变形温度一般在 70 98C， 只能在不高的温度下使用。质地硬而脆，有较高的热膨胀系数，因此，限制了它在工程 上的应用。近几十年来，发展了改性聚苯乙烯和以苯乙烯为基体的共聚物，在一定程度 上克服了聚苯乙烯的缺点，又保留了它的优点，从而扩大了它的用途。 （5）丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 ABS ABS 树脂是丙烯腈（A） 、丁二烯（B）和苯乙烯（S）三种单体的共聚物，ABS 树脂 保持了苯乙烯的优良电性能和易加工成型性，又增加了弹性、强度（丁二烯的特性） 、 耐热和耐腐蚀性（丙烯腈的优良性能） ，且表面硬度高、耐化学性好，同时通过改变上 述三种组分的比例，可改变 ABS 的各种性能，故 ABS 工程塑料具有广泛用途，主要用于 机械、电气、纺织、汽车和造船等工业。 允许使用温度范围 -40到 80 （6）聚酰胺（Polyamide，PA） 聚酰胺通称尼龙（Nylon） ，是含有酰胺基的线型热塑性树脂，尼龙为这一类塑料的 总称。根据所用原料不同，常见的尼龙品种有尼龙 1010、尼龙 610、尼龙 66、尼龙 6、 尼龙 9 和尼龙 11 等。 尼龙有优良的力学性能，抗拉、抗压、耐磨。其抗冲击强度比一般塑料有显著提高， 其中尼龙 6 更优。作为机械零件材料具有良好的消音效果和自润滑性能。尼龙耐碱、耐 弱酸，但强酸和氧化剂能侵蚀尼龙。尼龙本身无毒、无味、不霉烂。其吸水性强、收缩 率大，常常因吸水而引起尺寸变化。其稳定性较差，一般只能在 80 100C 之间使用。 为了进一步改善尼龙的性能，常在尼龙中加入减摩剂、稳定剂、润滑剂、玻璃纤维填料 等，克服了尼龙存在的一些缺点，提高了其强度。 由于尼龙有较好的力学性能，被广泛地使用在工业上制作各种机械、化学和电器零 件，如轴承、齿轮、滚子、辊轴、滑轮、泵叶轮，风扇叶片、蜗轮、高压密封扣圈、垫 片、阀座、输油管、储油容器、绳索、传动带、电池箱、电器线圈等零件。 （7）聚甲醛（Polyoxymethylene，POM） 聚甲醛塑料是继尼龙之后发展的又一优良树脂品种，具有优良的综合性能。 聚甲醛有着良好的耐溶剂、耐油类、耐弱酸、弱碱等性能。聚甲醛有着很高的硬度 和钢性，具有高度抗蠕变和应力松驰能力，优良的耐磨性，自润滑性，而疲劳性 聚甲醛学名聚氧化聚甲醛（简称 POM） 聚甲醛是一种没有侧链、 高密度、 高结晶性的线型聚合物， 具有优异的综合性能。 聚甲醛的拉伸强度可达 70MPa， 可在 104下长期使用， 脆化温度为-40， 吸水性较小。 18 做专业的数控、维修z h q 7281348 第二章 塑件制品分析 但聚甲醛的热稳定性较差，耐候性较差，长期在大气中曝晒会老化。 聚甲醛的力学性能相当好，它具有较高的强度的弹性模量，摩擦系数小，耐磨性 能好。聚甲醛还具有高度抗蠕变和应力松弛的能力。 聚甲醛尺寸稳定性好，吸水率很小，所以吸水率对其力学性能的影响可以不予考 虑。聚甲醛有较好的介电性能，在很宽的频率和温度范围内，它的介电常数和介质损耗 角正切值变化很小。 聚甲醛的耐热性较差， 在成型温度下易降解放出皿醛， 一般在造粒时加入稳定剂。 若不受力，聚甲醛可在 140下短期使用，其长期使用温度为 85。 聚甲醛耐气候性较差，经大气老化后，一般性能均有所下降。但它的化学稳定性 非常优越，特别是对有机溶剂，其尺寸变化和力学性能的降低都很少。但对强酸和强氧 化剂如硝酸、硫酸等耐蚀性很差。 （8）聚碳酸脂（Polyethylene，PC） 聚碳酸酯是一种性能优良的热塑性工程塑料，抗冲击性在热塑性塑料中名列前茅。 成型零件可达到很好的尺寸精度，并在很宽的温度范围内保持其尺寸的稳定性、成型收 缩率恒定为 0.50.8。抗蠕变、耐磨、耐热。耐寒。脆化温度在-100以下，长期 工作温度达 120。聚碳酸酯吸水率较低，能在较宽的温度范围内保持较好的电性能。 耐室温下的水、稀酸、氧化剂、还原剂、盐、油、脂肪烃、但不耐碱、胺、酮、脂、芳 香烃，并有良好的耐气候性、其最大的缺点是塑件易开裂，耐疲劳强度较差。用玻璃纤 维增强聚碳酸， 克服了上述缺点， 使聚碳酸酯具有更好的力学性能， 更好的尺寸稳定性， 更小的成型收缩率，并提高了耐热性和耐药性，降低了成本。聚碳酸脂在机械上主要用 作各种齿轮、蜗轮、蜗杆、齿条、凸轮、芯轴、轴承、滑轮、铰链、螺母、垫圈、泵叶 轮、灯罩、节流阀、润滑油输油管、各种外壳、盖板、容器、冷冻和冷却装置零件等。 在电气方面用作电机零件、电话交换器零件、信号用继电器、风扇部件、拨号盘、仪表 壳、接线板等。还可制作照明灯、高温透镜、视孔镜、防护玻璃等光学零件。 2热固性塑料 （1）酚醛塑料（PF） 酚醛塑料是以酚醛树脂为基础而制得的， 酚醛树脂通常由酚类化合物和醛类化合物 缩聚而成。酚醛树脂本身很脆，呈琥珀玻璃态。必须加入各种纤维或粉末状填料后才能 获得具有一定性能要求的酚醛塑料。酚醛塑料大致可分为四类：层压塑料；压塑料；纤 维状压塑料；碎屑状压塑料。 酚醛塑料与一般热塑性塑料相比，刚性好，变形小，耐热耐磨，能在 150 200C 的温度范围内长期使用。在水润滑条件下，有极低的摩擦系数，其电绝缘性能优良。缺 点是质脆，冲击强度差。 酚醛层压塑料用浸渍过酚醛树脂溶液的片状填料制成，可制成各种型材和板材。根 据所用填料不同，有纸质、布质、木质、石棉和玻璃布等各种层压塑料。布质及玻璃布 19 做专业的数控、维修z h q 7281348 第二章 塑件制品分析 酚醛层压塑料具有优良的力学性能、 耐油性能和一定的介电性能， 用于制造齿轮、 轴瓦、 导向轮、无声齿轮、轴承及电工结构材料和电气绝缘村料、木质层压塑料适用于作水润 滑冷却下的轴承及齿轮等。石棉布层压塑料主要用于高温下工作的零件。 酚醛纤维状压塑料可以加热模压成各种复杂的机械零件和电器零件， 具有优良的电 气绝缘性能、耐热、耐水、耐磨。可制作各种线圈架、接线板、电动工具外壳、风扇叶 子、耐酸泵叶轮、齿轮、凸轮等。 （2）氨基塑料 氨基塑料是由氨基化合物与醛类（主要是甲醛）经缩聚反应而制得的塑料，主要包 括脲甲醛、三聚氰胺甲醛等。 脲甲醛塑料（UF） ，是脲甲醛树脂和漂白纸浆等制成的压塑粉。可染成各种鲜 艳的色彩外观光亮部分透明，表面硬度较高，耐电弧性能好，还具有耐矿物油、耐霉菌 的作用。但耐水性较差，在水中长期浸泡后电气绝缘性能下降。脲甲醛塑料大量用于 压制日用品及电气照明用设备的零件、电话机、收音机、钟表外壳、开关插座及电气绝 缘零件。 三聚氰胺甲醛塑料（MF）由三聚氰胺甲醛树脂与石棉滑石粉等制成，也称密胺 塑料。 三聚氰胺甲醛塑料可制成各种色彩、 耐光、 耐电弧、 无毒的塑件， 在-20 100C 的温度范围内性能变化小，能耐沸水而且耐茶、咖啡等污染性强的物质。能像陶瓷一样 方便地去掉茶渍一类污染物，且有重量轻、不易碎的特点。密胺塑料主要用作餐具、航 空茶杯及电器开关、灭弧罩和防爆电器的配件。 （3）环氧树脂（EP） 环氧树脂是含有环氧基的高分子化合物。未固化之前，是线型的热塑性树脂。只有 在加入固化剂（如胺类和酸酐等化合物）之后，才交联成不熔的体型结构的高聚物，才 有作为塑料的实用价值。环氧树脂种类繁多，应用广泛，有许多优良的性能。其最突出 的特点是粘结能力很强，是人们熟悉的“万能胶”的主要成分。此外还耐化学药品、耐 热，电气绝缘性能良好，收缩率小。比酚醛树脂有较好的力学性能。其缺点是耐气候性 差，耐冲击性低，质地脆。环氧树脂可用作金属和非金属材料的粘合剂，用于封装各种 电子元件，还可用环氧树脂配以硅砂粉等来浇铸各种模具，也可以作为各种产品的防腐 涂料。 23 对塑件进行工艺分析： 23 对塑件进行工艺分析： 该塑件要求在使用过程中屈服强度、抗拉强度、抗压强度和硬度及弹性好故选用聚 碳酸酯塑料。 聚碳酸酯（Polypropylene，PP）塑料特性： 聚碳酸酯是一种性能优良的热塑性工程塑料，抗冲击性在热塑性塑料中名列前茅。 成型零件可达到很好的尺寸精度，并在很宽的温度范围内保持其尺寸的稳定性、成型收 20