灯罩注塑工艺分析与模具设计说明书范本

1、毕业设计（论文）说明书题目：灯罩注塑工艺分析与模具设计系别：机电工程系专业：机械设计及其自动化学生姓名：XXXX学号:XXXXXXXXXXXX指导教师：XXXXXX职称：讲师题目类型:理论研究匚实验研匹工程设丐工程技术研究软件开发匚2010年5月31日摘要塑料工业是当今世界上增长最为迅速的工业之一， 而注塑模具是其中发展较快的种 类，因此，研究注塑模具对于了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大的意义。本文设计了对接型销双向斜抽芯推杆内抽芯灯罩注塑模， 既满足了制品的成型和抽 芯要求，又省去了斜抽芯和水平抽芯机构，大大简化了模具结构，脱型可靠，成型塑件 质量好。本模具设计过程中分析了灯罩制件

2、的工艺特性， 并介绍了 ABS材料的成型工艺特点； 通过对塑件的形状、尺寸及其精度的要求来进行注射成型工艺的可行性分析。塑件的成 型工艺性主要包括塑件的壁厚，脱模斜度和圆角以及是否有侧向抽芯机构。通过以上的 分析来确定模具分型面、型腔数目、浇口形式、位置大小；其中最重要的是确定型芯和 型腔的结构，以及它们的定位和紧固方式。在模具结构设计过程中提出了不同成型的方案并进行了比较， 采取了最佳的成型方 案；此外还分析了模具受力，脱模机构的设计，模具推出机构设计，合模导向机构的设 计，冷却系统的设计等。同时，详细地分析了模具结构与计算。最后还对模具的成型零件进行了加工工艺的 分析和设备的校核；还说明了

3、模具的工作原理，对模具的装配还作了简单的介绍。最后 绘制完整的模具装配总图和主要的模具非标准零件图。最后介绍了当今世界上最为普及的三维 CAD/CAM系统标准软件的PROGRAM块，对 导柱和导套进行了参数化设计。 还可以使用PRO/ENGNE中R勺塑料顾问来确定浇口位置 和分析浇注过程。通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题， 了解模具结构及工作原理，通过对 PROGRAM学习，可以建立较简单的零件库，从而有 效的提高工作效率。关键词： 塑料模具；参数化；镶件；分型面AbstractPlastic industry is in the world grows

4、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.This paper designs the docking type pin two-way inclined

5、 core-pulling rod inside core-pulling chimney injection mold, not only satisfy the molding and core products, and save the inclined core-drawing and horizontal core-pulling mechanism, greatly simplifying the mould structure, reliable, plastic molding of good quality.The mould design process are anal

6、yzed in the process characteristics. Chimney，And introduces the characteristics of the forming process of ABS material.Based on the shape and size of plastic parts and precision requirements for injection molding process of feasibility analysis. Plastic molding process including plastic parts of wal

7、l thickness, draft and rounded and whether any side core-pulling mechanism.Through the above analysis to determine the mold parting surface, cavity number, gate location, size and form, One of the most important is to determine the core and the mold structure, and their location and tighten.In the p

8、rocess of mould design scheme of different shape and comparison, the best solution to the molding, In addition, the stress analysis of the mould design demoulding mechanism, mould design, mould design of steering mechanism, the cooling system design, etc.At the same time, the detailed analysis and c

9、alculation, the die structure. Finally the molding parts of mould processing equipment and analysis of checking, Also explains the working principle of die mold assembly is introduced. Finally the general assembly drawing complete mold and die non-standard parts graph.Finally introduced now in the w

10、orld the most popular three dimensional CAD/CAM system standard software PRO/ENGNEERs PROGRAM module, and led the wrap to the guide pillar to carry on the parametrization design.we can use the plastic consultant to determine the runner gating processes and analysis.Through this design, may to cast t

11、he 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 PROGRAM study, may establish the simple components the components storehouse, thus effective enhancement working efficiency.Key words：The

12、 plastic mold;the parametrization; inlays;divides the profile.目录引言 11 注塑件的设计 51.1 功能设计 51.2 材料选择 51.3 结构设计 61.3.1 塑件工艺分析 71.3.2 壁厚 71.3.3 脱模斜度 81.3.4 圆角 81.4 塑件的尺寸精度及表面质量 81.4.1 尺寸精度 81.4.2 使用性能、制件技术要求和生产要求 91.4.3 塑件的表面质量 92 注塑成型的准备 102.1 注塑成型工艺简介 102.2 注塑成型工艺条件 112.3 注塑机的选择 132.3.1 注塑机简介 132.3.2 注塑

13、机基本参数 132.3.3 选择注塑机 142.4 注射机的校核 152.4.1 最大注塑量的校核 152.4.2 锁模力的核校 152.4.3 塑化能力的校核 152.4.4 喷嘴尺寸校核 152.4.5 定位圈尺寸校核 162.4.6 模具外形尺寸校核 162.4.7 模具厚度校核 162.4.8 模具安装尺寸校核 162.4.9 开模行程校核 173 浇注系统设计 173.1 型腔数目的确定 173.2 浇口确定 173.3 浇注系统设计 193.3.1 主流道 193.3.2 分流道 203.3.3 冷料穴 213.3.4 浇口深度 223.3.5 剪切速率的校核 224 成型零件结构

14、设计 234.1 成型零件 234.2 分型时型销与塑件干涉分析 264.3 分型定距机构 265 推出机构及复位机构设计 275.1 脱模力的计算 285.2 推杆脱模机构 296 模具设计 306.1 模具材料的选择 306.2 模架的确定 316.2.1 型腔壁厚和底板厚度计算 316.2.2 模架的选用 316.3 导向与定位机构 336.4 排气设计 346.4.1 排气设计原则 346.4.2 推杆、镶件排气功能的证明 346.5 温度调节系统设计 356.5.1 温度调节对塑件质量的影响 356.5.2 对温度调节系统的要求 366.5.3 冷却系统设计 367 参数化设计 38

15、7.1 PROGRAM 简介 387.2 导柱的参数化设计 397.3 灯罩模塑工艺卡 397.4 模具工作过程 408 结论 42谢 辞 43参考文献 44引言随着模具工业的发展，目前世界范围内的模具年产值，约有600 亿美元，日、美等工业发达国家，其模具工业产值已超过机床工业产值。从 1997 年开始，我国模具工业 产值也超过了机床工业产值。随着塑料原材料的性能不断提高，各行业的零件将以塑代 钢、以塑代木的进程进一步加快，使用塑料模具的比例将日趋增大，塑料制品在机械、 电子、航空、医药、化工、仪器仪表以及日用品等各个领域的应用越来越广泛，质量要 求也越来越高。为了适应 21 世界塑料工业高

16、速发展的需要，根据对我们这些从事或即将从事塑料 制品生产和模具设计的工程技术应用型人才的实际要求， 我们需要在毕业之前运用自己 大学四年来所学的各项知识，来完成一部对于特定产品的设计，在指导老师的督促和总 结近几年生产实习所获得经验的基础上编写了本文。一些复杂的塑件分别需要两种甚至多种侧抽芯机构实现不同部位的侧抽芯， 即组合 侧抽芯。本文对塑料灯罩进行了设计，此灯罩的材料为 ABS该塑件的突出特点是塑件倾斜 凸起上有斜通孔，内壁一侧上有内凹，若按常规设计，对斜通孔的抽芯，需采用二级传 动斜抽芯机构，对内壁上的凹槽，一般采用内缩式斜滑块实现成型和抽芯，模具结构复 杂，体积较大，为此，本文设计了对

17、接型销双向斜抽芯注塑模，既满足了制品的成型和 抽芯要求，又省去了斜抽芯和水平抽芯机构，大大简化了模具结构，脱型可靠，成型塑 件质量好。全文的内容分为注塑件的设计、 注塑成型的准备、 成型工艺的分析、模具结构设计、 参数化设计和总结六个部分， 第一部分主要介绍注塑件在塑料的选择和外形设计方面的 过程；第二部分主要介绍所选择的注塑成型设备以及注塑成型时间；第三部分对塑件成 型工艺进行详细分析；第四部分介绍模架选择以及推出机构的设计；第五部分主要介绍 PRO/E的三维功能和模具工作过程；第六部分为总结语。由于注塑模具结构比较复杂， 所以本文以大量的图解来说明对接型销双向斜抽芯注 塑模具的结构、工作原

18、理以及其模具各部分的设计过程。本文的创新点在于采用特殊的对接型销成型倾斜通孔，双向分型斜抽芯，而对内侧 壁上的凹槽采用副型芯推出的分型方法。本文设计主要是解决一些复杂的塑件组合侧抽芯的方法之一。一些繁琐复杂的理论分析可借助计算机完成， 因此，本文编写时针对工程实际需要， 尽可能的降低理论难度，突出实用性，同事兼顾理论与实际的紧密联系，注重模具结构 及设计和新的塑料成型技术的介绍，并力求反映思维上的创新和在设计过程中的进步。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的 高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质 量、效益和新产品的开发能

19、力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在 1989 年 3 月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机 械工业技术改造序列的第一位。模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料(固态或液态)的 流动，使之形成所需要的形体。 用模具制造零件以其效率高， 产品质量好， 材料消耗低， 生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模 具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛 的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60%90%的产品的零件，组件和部件的生 产加工。模具

20、制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为 例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市 场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一， 汽车工业重点是发展零部件， 经济型轿车和重型汽车， 汽车模具作为发展重点， 已在汽车工业产业政策中得到了明确。 汽车基本车型不断增加， 2005年将达到 170种。一个型号的汽车所需模具达几千副， 价 值上亿元。为了适应市场的需求， 汽车将不断换型， 汽车换型时约有 80%的模具需要更 换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有14种排量 80多个车型，1000多个型号。单辆摩托车约

21、有零件 2000种，共计 5000多个， 其中一半以上需要模具 生产。一个型号的摩托车生产需 1000副模具，总价值为 1000多万元。其他行业，如电 子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。目前世界模具市场供不应求， 模具的主要出口国是美国， 日本，法国，瑞士等国家。 中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进 的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有 很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特 别重要的意义 1 。模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶

22、模， 陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三 维的模具形腔是材料成型。自 20 世纪 80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的 动力。20 世纪 90 年代以后， 大陆的工业发展十分迅速， 模具工业的总产值在 1990年仅 60亿元人民币， 1994年增长到 130亿元人民币， 1999年已达到 245亿元人民币， 2000 年增至 260270 亿元人民币。今后预计每年仍会以 10% 15%的速度快速增长。中国台湾模具产业的成长， 分为萌芽期(19611981)，成长期(19811991)， 成熟期( 1991 2001)三个阶段

23、。萌芽期，工业产品生产设备与技术的不断改进。由于纺织，电子，电气，电机和机 械业等产品外销表现畅旺， 连带使得模具制造， 维修业者和周边厂商 (如热处理产业等) 逐年增加。在此阶段的模具包括： 一般民生用品模具， 铸造用模具， 锻造用模具， 木模， 玻璃，陶瓷用模具，以及橡胶模具等 2 。1981 年 1991 年是台湾模具产业发展最为迅速且高度成长的时期。有鉴于模具 产业对工业发展的重要性日益彰显，自 1982 年起，台湾地区就将模具产业纳入“策略 性工业适用范围”，大力推动模具工业的发展，以配合相关工业产品的外销策略，全力 发展整体经济。随着民生工业，机械五金业，汽机车及家电业发展，冲压模

24、具与塑料模 具，逐渐形成台湾模具工业两大主流。从 1985 年起，模具产业已在推行计算机辅助模 具设计和制造等CAD/CA技术，所以台湾模具业接触CAD/CAM/CAE/CA技术的时间相当 早。成熟期，在国际化，自由化和国际分工的潮流下， 1994年， 1998 年，由台湾地区 政府委托金属中心执行“工业用模具技术研究与发展五年计划”与“工业用模具技术 应用与发展计划”，以协助业界突破发展瓶颈，并支持产业升级，朝向开发高附加值与 进口依赖高的模具。 1997 年 11 月间台湾凭借模具产业的实力，获得世界模具协会 （ISTMA认同获准入会，正式成为世界模具协会会员。整体而言，台湾模具产业在这

25、一阶段的发展，随着机械性能，加工技术，检测能力的提升，以及计算机辅助设计，台 湾模具厂商供应对象已由传统的民用家电，五金业和汽机车运输工具业，提升到计算机 与电子，通信与光电等精密模具，并发展出汽机车用大型钣金冲压，大型塑料射出及精 密锻造等模具。美国塑料 （原料） 的产量多年来一直雄居各国之首。 国内塑料消费量 （ 产量+进口量一 出口量） ，美国也是全球最多的。美国的全部塑料消费量2001 年为 4280 万吨。美国人均塑料消费量也是很高的， 2000 年为 159 公斤， 2001 年略减为 155 公斤 ，居全球第 3 位。美国现有各种大小塑料企事业单位 1 万多家，其中职工人数少于

26、50 人的占总数的 53%, 50100人的占21%, 100500人的占23%，超过500人的占近4%,职工总数 近 90 万人。德国是世界最大的塑料 （原料）生产国之一， 上世纪 90年代初的 1991 年、1992年和 1993 年，德国塑料产量都为 990 多万吨， 1994 年增达超过 1000 万吨的 1110 万吨1998 年达近 1300万吨， 1999年为近 1400万吨， 2000年增至 1550万吨，超过日本为世界第 2 大塑料生产国， 2001 年上升为 1580万吨， 2002年已过 1600万吨。 德国塑料制品加工 业的职工总计有近 30万人， 2001 年的出货金

27、额为 360亿美元，人均 126美元。中国塑料工业多年持续高速增长， 1991 年产量仅为 250 万吨， 1995 年增为 350 万 吨， 1998 年超过 700 万吨，到 2002 年已增达约 1400 万吨，超过日本而成为世界第 3 大塑料原料生产国。中国今年塑料制品市场将持续走强，在包装、工程、建材、农用和 日用塑料制品等各个领域都将有较大幅度的增长，需求量将超过 2500 万吨。其中包装 塑料制品今年需求量将超过 850万吨，工程塑料制品需求量将达 400万吨左右，建材塑 料制品需求量将达 300万吨以上，农用塑料制品需求量将在 500万吨左右，日用塑料制 品需求量约为 80 万

28、吨左右。日本在很长的时期内都是仅次于美国的世界第 2 大塑料生产国。一直到 1997 年， 日本塑料产量曾经连续多年增长，年产量在 70 年代中期就已达 500多万吨， 1994年、 1995年和 1996年分别回升到 1300万吨、1400万吨和 1470万吨，1997年的产量又比上 年增长 3.7 ，达到 1521万吨，首次超过 1500万吨。 2002年日本塑料 （原料）产量减为 1361万吨。而中国则增为 1366万吨，日本又退居第 4 位。韩国塑料产量增长十分迅速， 1986 年超过 200万吨， 1990 年增达 300 万吨， 1992 年突破 500万吨，1994年、1996年

29、和 1997年分别上升到 600 多万吨、700多万吨和 800 多万吨， 1998年产量增至 850万吨，1999年突破 900万吨，2001年达 1200万吨，跻身 于世界 5 大塑料生产国之列。塑料产量位居世界前 10名的国家和地区还有法国 660 万吨、比利时 600 万吨、中 国台湾 598万吨、加拿大 432万吨和意大利 385万吨（均为 2001年产量） 。20 世纪 80 年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展 成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业 发展也十分迅速。 近年来， 每年都以 15的增长速度快速发展。 模

30、具行业的快速发展是 使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将 依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，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（约122CM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，精密塑料模方 面，以能生产照相机塑料件模具， 多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。 经过多年的努力， 在模具CAD/CAE/CA技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术， 新型模具材料等方面取得了显著进步； 在提高模具质量

31、和缩短模具设计制造周期等方面 作出了贡献。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量 还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口 10 多亿美元的各类大型，精密， 复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模 具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成 型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具 制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具

32、标准件的应用必将日渐广泛。3）推广CAD/CAM/CA技术；模具CAD/CAM/CA技术是模具技术发展的一个重要里 程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CA技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模 具设计制造水平。4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现， 模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术， 以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。1注塑件的设计1.1功能设计功能设计是要求塑件应具有满足使用目的功能，并达到一定的技术指标。该塑件是 日用品，承受外力的几率不大，如冲击载荷，振动，摩擦等情况比较少；塑件的工作

33、温 度是室温，这使得在材料选择时对热变形温度，脆化温度，分解温度的要求降低；必须 考虑生产成本和模具寿命，在材料的选择时要综合各种因素；此外，塑料都会老化，作 为一种光学用品，还要考虑到材料的光氧化等问题 01.2材料选择通常，选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求，以及原材料 厂家提供的材料性能数据。对于常温工作状态下的结构件来说，要考虑的主要是材料的 力学性能，如屈服应力，弹性模量，弯曲强度，表面硬度等。该塑件对材料的要求首先 必须是透光性好，其次才是成型难易和经济性问题，以下是对几种透光性能较好材料的 性能对比，如表1-1所示。表1-1材料的特性:塑料名称PSPMMAAB

34、S拉伸强度/MPa50 60507721 63弯曲强度/MPa60 9062 97断裂伸长率/%1.0 3.72723 60冲击韧度悬臂梁缺口冲击力J/m10 8014.7123454洛氏硬度（M115M101M62 121HRR氧指数（01）18.117.318热变形温度厂C35100105维卡软化点/C105120马丁耐热温度/C6874 85吸水率%小于0.020.3 0.40.2 0.4 24h透光度/%38 9290 92和机械加工一样要考虑到加工工艺问题，模具成型也要考虑到材料的注塑特性，在 各特点都相差无几的情况下，好的成型特性是选择材料的主要标准，以下是三种材料的 性能和成型特

35、性比较，如表1-2所示。以上的性能分析对比中看出在透光度方面三种材料相差不大，成型特性上以ABS为好，由于是一般性民用品，所以价格上是需要考虑的，我们主要要求是价格和透光度， 其它如拉伸强度，断裂伸长率等则是次要考虑的指标 （这由塑件的工作环境决定）。最终 选定ABS*塑件材料，因为它所拥有的特性符合我们的塑件要求o表1-2材料的性能和成型特性比较:塑料品种性能特点成型特点模具设计注意事项使用温度主要用途PS塑料，聚苯 乙烯（非结晶 型），英文名称：Polystyrene透明性好，电性 能好，抗拉强度 高，耐磨性好， 质脆，抗冲击强 度差，化学稳定 性较好。成型性能好，成型前 可不干燥，但注射

36、时 应防止溢料，制品易 产生内应力，易开裂因流动性好，适宜 用点浇口，但因热 膨胀大，塑件中不 宜有嵌件30C80C装饰制品，仪表 壳，绝缘零件， 容器，泡沫塑 料，日用品等。PMMA聚甲基丙烯酸甲酯，有机玻璃（非结晶 型），英文名：acrylic ；透光率最好，质 轻坚韧，电气绝 缘性好/但表面 硬度不高，质脆 易开裂，化学稳 定性较好，但不 耐无机酸，易溶 于有机溶剂流动性差，易产生流痕，缩孔，易分解， 透明性好，成型前要 干燥，注射时速度不 能太高合理设计浇注系 统，便于充型，脱 模斜度尽可能大， 严格控制料温与模 温，以防分解收缩率取0.35 %。80C透明制品，如窗玻璃，光学镜片，灯

37、罩等ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物；英文名：AcrylonitrileButadieneStyrene ；ABS综合性能较 好，冲击强度较 高，化学稳定性， 电性能良好，吸 水率低。工作压 力高，抗冲击性 好，化学性能稳 定，有高抗冲、 高耐热、阻燃、 增强、透明等级 别。有很好的成型性，加 工岀的产品表面光 洁，易于染色和电 镀。有优良的力学性 能，其冲击强度极 好，可以在极低的温 度下使用；ABS的耐 蠕变性比PSF及PC 大，但比PA及POM 小。宜取高料温，高模 温，但料温过高易 分解。在-25 C - 60 C的环境下表现正常。家电外壳、玩具等日常用品。常见的乐 高积木就是ABS

38、制品。1.3结构设计塑料制件的结构工艺性是指塑件结构对成型工艺方法的适应性。在塑料生产过程 中，一方面成型会对塑件的结构，形状，尺寸精度等诸方面提出要求，以便降低模具结构的复杂程度和制造难度，保证生产出价廉物美的产品；另一方面，模具设计者通过对 给定塑件的结构工艺性进行分析，弄清塑件生产的难点，为模具设计和制造提供依据。1.3.1塑件工艺分析-丁二烯-苯乙烯（ABS。ABS具有较高的0.5%;溢料值为5。灯罩形状及尺寸如图所示，材料为丙烯腈 力学性能，流动性好，易于成型；成型收缩率小，理论计算收缩率为 0.04mm比热容较低，在模具中凝固较快，模塑周期短；塑件尺寸稳定该塑件的突出特点是塑件倾斜

39、凸起上有 12mn斜通孔，内壁一侧上有内凹。若按常 规设计，对 12mn斜通孔的抽芯，需采用二级传动斜抽芯机构；对内壁上的凹槽，一般 采用内缩式斜滑块实现成型和抽芯，模具结构复杂，体积较大。为此，本文设计了对接型销双向斜抽芯注塑模，既满足了制品的成型和抽芯要求， 又省去了斜抽芯和水平抽芯机构，大大简化了模具结构，脱型可靠，成型塑件质量好。图1-3-1灯罩零件图图1-3-1塑料灯罩三维图1.3.2壁厚各种塑件，不论是结构件还是板壁，根据使用要求具有一定的厚度，以保证其力学 强度。一般地说，在满足力学性能的前提下厚度不宜过厚， 减小壁厚不仅可以节约材料, 节约能源，也可以缩短成形周期，因为塑料是热

40、传导率很小的材料，壁厚的少量增加， 会使塑料件在模腔内冷却凝固时间明显增长。塑料件壁厚减小，也有利于获得质量较优的塑料件，因为厚壁塑料件容易产生表面凹陷和内部缩孔。以下是ABS大型件的壁厚推荐值：1.53MM该塑件从图上看，塑件边缘的壁很厚，达到4MM壳体取壁厚3MM这样使得整个塑件的壁厚是不均匀的，但若减小边缘壁厚，则对塑件的推出不利。边缘壁厚可用来放 置推杆或推板 6 。1.3.3 脱模斜度塑料在模塑成形过程中，从熔融态转变为固态时，将会产生一定的收缩，从而使塑 料件紧抱在模具型芯或模具型腔中有突起的部位，为此，塑料件沿脱模方向的内、外表 面一般情况下都应带有一定斜度，以减少脱模时的阻力。

41、脱模斜度指平行于模具开模方 向，塑料件壁面所应有的倾斜度。只有当塑料件高度很小 （5mm并采用收缩率较小的塑 料成形时，才可以不考虑脱模斜度。以下是ABS的脱模斜度推荐值：401 30塑件内表面在造型时就有弧度，如果要有脱模斜度就是在凹槽和锁位处，这不仅对 脱模有好处，而且可以更好的锁紧 7 。1.3.4 圆角塑件上各处的轮廓过度和壁厚连接处， 一般采用圆角连接， 改善塑料熔体的流动性， 便于充满与脱模，便于模具的机械加工和热处理，从而提高模具的使用寿命，有特殊要 求时才采用尖角结构。尖角塑件也不规容易产生应力集中，在受力或受冲击载荷时会发 生破裂。圆角的取值与应力集中的关系遵循 R/T 函数

42、关系，当 R/T=0.6 以后应力集中变 的缓和，该塑件大部分的圆角取 R5,较大值取到R&塑件上其它的特征还有如孔，螺 纹，嵌件，铰链，文字和花纹等，各个特征都有其设计原则和特殊功能，因为该塑件没 有涉及，所以就不一一介绍。1.4 塑件的尺寸精度及表面质量1.4.1 尺寸精度（1 ）尺寸精度的选择；塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准，然而， 在满足塑件使用要求的前提下，设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些，以便降低模具 的加工难度和制造成本。根据精度等级选用表， ABS 的高精度为 2 级，一般精度为 3 级。根据塑件尺寸公差表，在公称尺寸在 120140 范围内，取 MT2B 级的公

43、差数值为 0.56 mm， MT3B 级的公差数值为 0.84 mm8。（ 2）尺寸精度的组成及影响因素；制品尺寸误差构成为:(1 41)式中:.制件总的成型误差；：s 塑料收缩率波动所引起的误差； 一一一模具成型零件制造精度所引起的误差；c 模具磨损后所引起的误差；a 模具安 装，配合间隙引起的误差;影响塑料制品尺寸精度的因素比较复杂，归纳有以下三个方面。a. 成型工艺一一影响产品尺寸精度的成型条件有料筒温度、模具温度，注射量、注射速度，注射压力，保压时间，冷却时间，还有成形方式（注射、压制），成型工艺 条件的变化直接造成材料的收缩，从而影响尺寸精度。b. 塑料材料一一 主要是收缩率的影响，

44、原料水分及挥发物含量，原料的配制工艺, 原料的生产批号，分子量分布，结晶形态，保存方法和时间的影响，收缩率大的尺寸精 度误差就大。c. 模具结构一一模具各部分的制造精度是影响制件尺寸精度重要的因素。进料口尺寸大，收缩小；与料流方向平行的尺寸收缩大，与料流方向垂直的尺寸收缩小。分型 面决定毛边的位置和方向，影响垂直于分型面的尺寸精度，模具装配，如型芯、顶杆的 固定方法，模具的拼合，模具的加工等直接影响到产品尺寸精度， 模具的磨损，如型芯、 型腔的磨损直接影响产品的精度；制造误差，模具制造误差将直接放映在产品上9。142使用性能、制件技术要求和生产要求该塑件为盖状，可用于防尘。根据要求，采用小批量

45、生产，采用注塑成型。143塑件的表面质量 必须避免在塑件的分型面处出现毛边； 注意通孔处不出现锐边。表面质量是一个相当大的概念，包括微观的几何形状和表面层的物理一力学性质两 方面技术指标，而不是单纯的表面粗糙度问题。塑件的表观缺陷是其特有的质量指标， 包括缺料，溢料与飞边，凹陷与缩瘪，气孔，翘曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表 面粗糙度的决定性因素，通常要比塑件高出一个等级。该塑件要求对型腔抛光，所以对 粗糙度的要求比较高，查表得 ABS抛光后顺纹路方向的表面粗糙度为 0.025 m垂直 纹路方向的表面粗糙度为0.05m10。2注塑成型的准备2.1注塑成型工艺简介注塑成型是利用塑料的可挤压性与

46、可模塑性，首先将松散的粒状或粉状成型物料从 注塑机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流状态熔体，然后在柱塞或 螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具 中，经过一段时间的保压冷却以后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸 的塑料制件。一般分为三个阶段的工作。（1）物料准备；成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况，有无杂质等进行检验， 并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标。对于吸湿性强的塑料，应根据注射成型工 艺允许的含水量进行适当的预热干燥，若有嵌件，还要知道嵌件的热膨胀系数，对模具 进行适当的预热，以避免收缩应力和裂纹，有的塑料制品还需要选

47、用脱模剂，以利于脱 模11 0（2）注塑过程；塑料在料筒内经过加热达到流动状态后，进入模腔内的流动可分为注射，保压，倒流和冷却四个阶段，注塑过程可以用如图所示2.1所示。图中TO代表螺杆或柱塞开始注射熔体的时刻；当模腔充满熔体（T=T1 ）时，熔体压力迅速上升， 达到最大值P0。从时间T1到T2,塑料仍处于螺杆（或柱塞）的压力下，熔体会继续流 入模腔内以弥补因冷却收缩而产生的空隙。由于塑料仍在流动，而温度又在不断下降，定向分子（分子链的一端在模腔壁固化，另一端沿流动方向排列）容易被凝结，所以这 一阶段是大分子定向形成的主要阶段。其中，塑料凝结时的压力和温度是决定塑料制件 平均收缩率的重要因素1

48、2 0（3）制件后处理；由于成型过程中塑料熔体在温度和压力下的变形流动非常复杂， 再加上流动前塑化不均匀以及充模后冷却速度不同，制件内经常出现不均匀的结晶、取 向和收缩，导致制件内产生相应的结晶、取向和收缩应力，脱模后除引起时效变形外， 还会使制件的力学性能，光学性能及表观质量变坏，严重时会开裂。故有的塑件需要进 行后处理，常用的后处理方法有退火和调湿两种。退火是为了消除或降低制件成型后的残余应力，此外，退火还可以对制件进行解除 取向，并降低制件硬度和提高韧性，温度一般在塑件使用温度以上的1020度至热变形温度以下1020度之间；调湿处理是一种调整制件含水量的后处理工序，主要用于 吸湿性很强、

49、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。调湿处理所用的加热介质一般为沸 水或醋酸钾溶液（沸点为121C，加热温度为100121C，保温时间与制件厚度有关， 通常取29小时冋。2.2注塑成型工艺条件1）温度；注塑成型过程中需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。 喷嘴温度通常略微低于料筒的最高温度，以防止熔料在直通式喷嘴口发生“流涎现 象”；模具温度一般通过冷却系统来控制；为了保证制件有较高的形状和尺寸精度，应 避免制件脱模后发生较大的翘曲变形，模具温度必须低于塑料的热变形温度。表2-2-1ABS塑料温度的经验数据:料筒温度/ C喷嘴温度/C模具温度/C热变形温度/ C后段中段前段199210

50、20422121023220423863 85105模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低2）压力；注射成型过程中的压力包括注射压力，保压力和背压力。注射压力用以 克服熔体从料筒向型腔流动的阻力，提供充模速度及对熔料进行压实等。保压力的大小 取决于模具对熔体的静水压力，与制件的形状，壁厚及材料有关。对于像ABS流动性好的塑料，保压力应该小些，以避免产生飞边，保压力可取略低于注射压力。背压力是指 注塑机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力，背压力除了可驱除物料中的空气，提高熔体密实程度之外，还可以使熔体内压力增大，螺杆后退速度减小，塑化时的 剪切作用增强，摩擦热量增大，塑化效果

51、提高，根据生产经验，有如下表：表2-2-2ABS塑料压力的经验数据:射压 Injection69-103MPa保压Hold34-69MPa背压Back0.34-0.69MPa3）速度:表2-2-3ABS塑料速度的经验数据:填充速度Fill25-51mm/sec螺杆转速Screw60-90rpm4）时间；完成一次注塑成型过程所需要的时间称为成型周期。包括注射时间，保 压时间，冷却时间，其他时间（开模，脱模，涂脱磨剂，安放嵌件和闭模等），在保证塑件质量的前提下尽量减小成型周期的各段时间，以提高生产率，其中，最重要的是注 射时间和冷却时间，在实际生产中注射时间一般为35秒，保压时间一般为 20120

52、秒，冷却时间一般为30120秒（这三个时间都是根据塑件的质量来决定的，质量越大 则相应的时间越长）网。经过上面的经验数据和推荐值，可以初步确定成型工艺参数，因为各个推荐值有差 别，而且有的与实际注塑成型时的参数设置也不一致，结合两者的合理因素。表2-2-4确定成型周期的经验数值下表成型周期与壁厚关系表:制件壁厚/mm成型周期/ s制件壁厚/ mm成型周期/ s0.5102.5351.0153.0451.5223.5652.0284.085表2-2初定制品成型工艺参数如下表所示特性内容特性内容注塑机类型螺杆式螺杆转速/s48喷嘴形式直通式模具温度（C）50喷嘴温度C ）240后段温度（C）199

53、210中段温度（C ）204221前段温度（C ）210232注射压力MPa90保压力MPa3469注射时间s1.5保压时间s5冷却时间s20其他时间s3成型周期s30成型收缩（）0.1干燥温度（C ）60 80干燥时间（S）13后处理温度（C）70保温时间（h）22.3注塑机的选择2.3.1注塑机简介1956年制造出世界上第一台往复螺杆式注塑机，这是注塑成型工艺技术的一大突 破，目前注塑机加工的塑料量是塑料产量的30%注塑机的产量占整个塑料机械产量的50%成为塑料成型设备制造业中增长最快，产量最多的机种之一。注塑机的分类方式很多，目前尚未形成完全统一标准的分类方法。常用的说法有：(1) 按设

54、备外形特征分类：卧式、立式、直角式、多工位注塑机；(2) 按加工能力分类：超小型，小型,中型,大型和超大型注塑机。此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类，但日常生活中用的较少。2.3.2注塑机基本参数(1)公称注塑量；注射压力；(3)注射速率；塑化能力；(5)锁模力；合模 装置的基本尺寸；(7)开合模速度；(8)空循环时间。这些参数是设计，制造,购买和使用 注塑机的主要依据。(1) 公称注塑量；指在对空注射的情况下，注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时， 注射装置所能达到的最大注射量，反映了注塑机的加工能力。(2) 注射压力；为了克服熔料流经喷嘴，浇道和型腔时的流动阻力，螺杆(或柱塞)对 熔料

55、必须施加足够的压力，我们将这种压力称为注射压力。(3) 注射速率；为了使熔料及时充满型腔，除了必须有足够的注射压力外，熔料还必 须有一定的流动速率，描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度，常用的注射 速率如下表所示购0表2-3-2注射量与注射时间的关系：注射量 /CM 丨 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率 /CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射时间 /S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5(4) 塑化能力；单位时间内所能塑化的物料量.塑化能力应与注塑机的整个成型周期 配合协调，若塑化能力高而机器的空循环时间长，则不能发挥塑化装置的能力，反之则会 加长成型周期。(5) 锁模力；注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力，在此力的作用下模具 不应被熔融的塑料所顶开。(6) 合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸，拉杆空间,模板间最大开距，动模板的行程, 模具最大厚度与最小厚度等.这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。(7) 开合模速度；为使模具闭合时平稳，以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏，要 求模板在整个行程中的速度要合理，即合模时从快到慢，开模时由慢到快在到停。(