心型台灯磨具说明书

1、目录第一章前言11.1 模具工业在国民经济中的地位11.2各种模具的分类和占有量11.3我国模具工业的现状 21.4世界五大塑料生产国的产能状况31.5我国模具技术的现状及发展趋势 4第二章注塑件的设计 62.1功能设计 62.2材料选择 62.3结构设计 82.3.1 对塑件的修改说明 82.3.2 壁厚 82.3.3脱模斜度92.3.4加强肋92.3.5 圆角92.4塑件的尺寸精度及表面质量 102.4.1 尺寸精度 102.4.2塑件的表面质量 10第三章注塑成型的准备 113.1 注塑成型工艺简介 113.2注塑成型工艺条件 123.3注塑机的选择133.3.1 注塑机简介 133.3

2、.2 注塑机基本参数 133.3.3 选择注塑机 143.4注射机的校核163.4.1 最大注塑量的校核163.4.2 锁模力的校核 163.4.3 塑化能力的校核 16344 喷嘴尺寸校核 16345 定位圈尺寸校核 163.4.6模具外形尺寸校核173.4.7模具厚度校核173.4.8模具安装尺寸校核 173.4.9 开模行程校核 17第四章模具设计 184.1塑料配方说明 184.2分型面的确定 184.3型腔数目的确定 194.4浇口确定 194.5模具材料的选择 194.6浇注系统设计 204.6.1 主流道 204.6.2分流道204.6.3 冷料穴 214.6.4 浇口 214.

3、6.5剪切速率的校核 224.7模架的确定 234.7.1型腔壁厚和底版厚度计算 234.7.2模架的选用 244.8导向与定位机构254.9顶出系统设计 264.9.1 脱模力的计算264.9.2 推杆脱模机构284.9.3推管脱模机构 294.9.4 推板厚度的计算 304.10 成型零件工作尺寸的计算314.10.1 凹模工作尺寸的计算314.10.2 凸模工作尺寸的计算324.10.3 中心距尺寸的计算 334.11排气设计 334.11.1 排气设计原则 344.11.2推管、推杆、镶件排气功能的证明344.12 温度调节系统设计 354.12.1温度调节对塑件质量的影响354.12

4、.2 对温度调节系统的要求354.12.3冷却系统设计 36第五章参数化设计 435.1 PROGRAM简介435.2 导柱的参数化设计445.2.1 模型的构建流程455.2.2 对模型的操作意图455.2.3 参数化程序45结论 49参考文献 50致谢 51附录第一章 前 言1.1 模具工业在国民经济中的地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

5、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 6090的产品的零件， 组件和部件的生产加工。模具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

6、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

7、 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。1.2 各种模具的分类和占有量模具主要类型有：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

8、材料成型（1）冲模：冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的 50以上。按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲 模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。按组合 工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。（2）锻模：锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按锻压设 备不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模，水压机 用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，辊锻机用锻模，楔横轧机用锻模等。按工艺 用途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑性模具等。（3）塑

9、料模：塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的35，而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫 塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。（4）压铸模：压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温和高速下 充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。压铸模约占模具总数的6。（5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模有：压模， 精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造（凝 固理论），塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的

10、综合，其复杂程度显而易 见。1.3 我国模具工业的现状自 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。目前，我国17000多个模具生产厂点， 从业人数五十多万。 除了国有的专业模具厂外， 其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业等，都得到 了快速发展。其中，集体和

11、私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如，浙 江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为我国国内知名 的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇 企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入。例如，科龙，美 的，康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外商独资的模具企 业则多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。在模具工业的总产值中，企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之 一。其中，冲压模具约占 50%（中国台湾： 40%），塑料模具约占 33%（中国台湾： 48%）， 压铸

12、模具约占 6%（中国台湾： 5%），其他各类模具约占 11（中国台湾： 7%）。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。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。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 19

13、82 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/CAM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

14、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。1.4 世界五大塑料生产国的产能状况美国塑料 （ 原料） 的产量多年来一直雄居各国之首。早在 80 年代前期，美国塑料产量 就已达 2000万吨之多， 1986年增至

15、23l0 万吨，占全球总产量 8100吨的 28.5，此后美 国塑料产量继续呈现稳定增长之势， 1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和 1998 年分别增加到 27 1 0万吨、 281 0万吨、 301 0万吨、 341 0万吨、 4000万吨和 4360万吨，占 世界总产量的比例从 1996 年起提高到 30以上。 2001 年美国塑料产量为 4170万吨，其 中以聚乙烯为最多，达 1500多万吨。其次分别是氯乙烯 650万吨、聚丙烯 720万吨、聚 苯乙烯对酞酸脂 320万吨、聚苯乙烯 280 万吨。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。

16、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 50 人的占总数的 53， 50l00 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。在美国塑 料制品加工业的就职人数达 110万， 2001年的出货金额为 2 1 50亿美元，人均出货金额为 195 美元。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 1 993年，

17、德国塑料产量都为 990多万吨， 1 994年增达超过 1 000万吨的 1110万吨1998 年达近 1300万吨， 1999年为近 1400万吨， 2000年增至 1 550万吨，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。 2001年德国生产的种 种塑料原料中，聚乙烯为 285 万吨（ 低密度聚乙烯 160 万吨，高密度聚乙烯 125 万吨） ，氯 乙烯 175 万吨，聚丙烯 160 万吨。德国 2001 年的国内塑料消费量为 1280 万吨，其中聚乙 烯 265 万吨，聚丙烯 155 万吨氯乙烯 152 万吨。德国人均塑料消费量

18、 2001 年为 160 公 斤，在世界上仅少于比利时的 172 公斤，高于美国的 155 公斤，排在世界第 2 位。德国塑 料制品加工业的职工总计有近 30万人，2001年的出货金额为 360亿美元，人均 126美元。 德国塑料制品加工企业中职工少于 50 人的占 44， 50100人的占 28， 100500人的占 25，500 人以上的占 4。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

19、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，1987年突破 1000 万吨， 1991 年达约 1300万吨， 1992 年和 1993 年因受日本经济下滑的影响，产量略

20、有减 少，分别降至 1258和1225万吨。从 1994年起产量再度增长， 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。但这种增势在 1998 年受到遏制，产量大幅度减少。 1998年，日本塑料产量为 1390万吨，比上年减少了 8.7 。1999年和 2000年日本塑料产 量分别回升到 1432万吨和 1445 万吨，但仍远未恢复到 1997年的水平。 2001年和 2002年 日本塑料产量再度下降至 1400万吨以下的 1364万吨和 1361

21、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。韩国塑料原料产品中以聚乙烯居首， 2001 年产量为 340 万吨（ 低 密度聚乙烯 160 万吨，高密度聚乙烯 180万吨） ，聚丙烯

22、以 238万吨排在第 2 位，其次分 别是聚酯161万吨、氯乙烯124万吨、ABS AS树脂86万吨、聚苯乙烯77万吨。韩国国 内塑料消费量 2001 年420万吨，只相当于产量的 1/3 略高。人均塑料消费量 2001 年为 106 公斤，韩国塑料制品加工业的职工总数 2001 年为 3.1 万人，出货金额为 85亿美元，人均 276 美元。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）。1.5 我国模具技术的现状及发展趋势20 世纪 80 年代开始，发达工业国家的模具工业

23、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。许多模具企业十分重视技术发 展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多 科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模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

24、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/CAM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

25、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；

26、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。第二章注塑件的设计2.1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；作为一种日用品，生 产批量应该是大批大量生产，这样,就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.2.2

27、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 2-1所示。+表2-1材料的特性塑料名称PSPCPMMA拉伸强度/MPa51.96672弯曲强度/MPa11095113断裂伸长率/%280100落球冲击强度J/m16422洛氏硬度（M11582101氧指数（01）24.917.3热变形温度/ r85134100维卡软化点/

28、r105153120马丁耐热温度/ r112体积电阻率/ c1 X 101610141015吸水率%0.050.131.19透光度/%88929393雾度%30.90.9折射率1.5921.5861.492价格（元/吨）1150123033000410001950020700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 和成型特性比较，如表2-2所示。表2-2材料的性能和成型特性比较塑料品种性能特点成型特占八、模具设计注意事项使用温度主要用途聚 苯乙烯（ 非结

29、晶 型）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 定性教好成型性能 好，成型前可不 干燥，但注射时 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30C 80C装饰 制品，仪表 壳，绝缘零 件，容器， 泡沫塑料， 日用品等有 机玻璃 （非结 晶型）透光率 最好，质轻 坚韧，电气 绝缘性好/ 但表面硬度 不咼，质脆 易开裂，化 学稳定性较 好，但不耐 无机酸，易 溶于有机溶流动性差， 易产生流痕，缩 孑L,易分解，透 明性好，成型前 要干燥，注射时 速度不能太咼合理设 计浇注系统， 便于充型，脱

30、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 %80透明 制品，如窗 玻璃，光学 镜片，灯罩 等剂聚 碳酸酯 （非结 晶型）透光率 较咼，介电 性能好，吸 水性小，力 学性能好， 抗冲击，抗 蠕变性能突 出，但耐磨 性差，不耐 碱，酮，酯耐寒性好， 熔融温度咼，黏 性大，成型前需 干燥，易产生残 余应力，甚至裂 纹，质硬，易损 模具，使用性能 好尽可能 使用直接浇 口，减小流动 阻力，塑料要 干燥，不宜米 用金属嵌件， 脱模斜度2?130C 脆化温度 为100C在机 械上做齿 轮，凸轮， 蜗轮，滑轮 等，电机电 子产品零 件，光学零 件等以上的性能分析对比中 看出，在透

31、光度方面三种材 料相差不大，成型特性上以 聚碳酸酯为好，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PS 为塑件材料因为除了质脆 和抗拉强度不如其它两种材 料外，它所拥有的特性符合 我们的塑件要求，但这些不是我们主要考虑的2.3结构设计 图2-1原始零件图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

32、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2.3.1对塑件的修改说明塑件要求能够放置一对7#电池，安放小灯泡，外接系带，所以要考虑到电池和灯泡的 固定，开关的安放问题，关于零件的造型图如图 2-3所示，详细结构可参考零件图纸。（1）外型轮廓；原零件2D图的心型曲线不规则,如图2-1和2-2所示。 在用PRO/造型时总会造成曲面不能加厚的问题 ,用修剪曲面的办1法虽然能解决加厚问题，但整个塑件也不规则，给后续工作带来不 便.所以在保证基本外型的前提下对尺寸做了修改 ，目的是为了造 型。（2）结构；原图形有两个小而薄的吊耳，且置于塑件外端，考 虑到所有PS硬而脆

33、,这会使得两个吊耳极易损坏,所以,改两个吊 耳为一个,设计吊耳,开关,灯泡在塑件中心位置,如图2.2所示,这 样起到吊挂作用又不易损坏.设计凹槽使两半灯罩配合，设置了三 个锁位加强.最终确定的尺寸如图2.2所示。图2-2原始零件图2.3.2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，不仅可以节 约原材料，降低生产成本，而且使塑件在模具内冷却或固化时间缩短，提高生产率；其次可避免因过厚产生的凹陷，缩孔,夹心等质量上的缺陷.以下是PS勺壁厚 推荐值：最小壁厚mm 小型件壁厚mm中型件壁厚mm大型件壁厚mm1.63.

34、25.4,塑件边缘的壁很厚,达到5MM壳体取中型件壁厚1.6,0.751.25该塑件属于中小型件，从图上看 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，而且有可能使电池不能 安装.边缘壁厚可用来放置推杆或 推板。2.3.3脱模斜度由于塑件成型时冷却过程中产 生收缩，使其紧箍在凸模或型芯上, 为了便于脱模，防止因脱模力过大而拉坏塑件或使其表面受损，与脱模方向平行的塑件内，外表面都应具有合理的斜度以下 是PS的脱模斜度推荐值：图2-3修改后的产品零件图制件外表面制件内表面35 1.35 30 1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

35、对脱模有好处，而且可以更好的锁紧。2.3.4加强肋塑件上适当设置的加强肋可以防止塑件的翘曲变形；沿着物料流动方向的加强肋还能 降低充模阻力，提高融体流动性，避免气泡，缩孔和凹陷等现象的产生。在该塑件中的加 强肋起到引导物料流动的作用同时又对电池进行定位，高度比分型面低1MM脱模斜度取2度，顶部倒圆角，低部倒角 R,宽度取0.5T。通常加强肋的设计原则为高度低（过高时容 易在弯曲和冲击负荷作用下受损），宽度小，而数量多为好（塑件形状所允许的情况下）。2.3.5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，有特殊要求时才采用尖角 结构。尖角容易产生应力集中，在受力或受冲击载荷时会发生破裂

36、。圆角不仅有利于物料 充模，同时也有利于融料在模具型腔内的流动和塑件的脱模。圆角的取值与应力集中的关 系遵循R/T函数关系，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 R1,较大 值取到R3加强肋的圆角半径值关系如表2-3所示。表2-3肋的圆角半径值关系表肋的高度/mm6.56.5131319 19圆角半径/mm50.81.1.53.02.55.036.5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2.4塑件的尺寸精度及表面质量2.4.1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

37、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。对塑件的精度要求，要具体分析，根据装配情况来确定尺寸公差，该塑 件是一般民用品，所以精度要求为一般精度即可，但是由于要保证两半壳体的闭合，所以在凹槽和锁位处应该对精度要求高些，对其要有公差配合要求，应选择高精度。根据精度 等级选用表，PS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 100120范围内，取 MT2B级的公差数值为0.52 mm, MT3B级的公差数值为0.78 mm。（2）尺寸精度的组成及影响因素；制品尺寸误差构成为：= s+ z+

38、c+ a（21）式中 制件总的成型误差；塑料收缩率波动所引起的误差；z模具成型零件制造精度所引起的误差；模具磨损后所引起的误差；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。（1）模具 模具各部分的制造精度是影响制件尺寸精度重要的因素。（2）塑料材料 主要是收缩率的影响，收缩率大的尺寸精度误差就大。（3）成型工艺 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2.4.2 塑件的表面质量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- 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

39、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PS抛光后顺纹路方向的表面粗糙度为 0.02 m垂直纹路方向的表面粗糙度为 0.26m。第三章 注塑成型的准备3.1 注塑成型工艺简介注塑成型是利用塑料的可挤压性与可模塑性，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

40、状和尺寸的塑料制 件。一般分为三个阶段的工作。【:宀n1111_4丄.c 千：-J- -3-图3-1注塑成型压力一时间曲线（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用脱模剂，以利于脱模。（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3.1所示。图中T0代表螺杆或柱塞开始注

41、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。这一阶段的时间越长，分子定向的程度越高。从螺杆开始后退到结束（时间从T2到T3），由于模腔内的压力比流道内高，会发生熔体倒流，从而使模腔内的压 力迅速下降。倒流一直进行到浇口处熔体凝结时为止。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。（3）制

42、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、 而且又容易氧化的

43、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。3.2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。PS料与温度的经验数据如表3-1所示。表3-1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后段中段刖段1.82

44、MPA0.45MPA15021017023019025024025057565962）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PS流动性好的料，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，塑化效果提高，根据生产经验，背压

45、的使用范围约为3.427.5MPA。3）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）。确定成型周期的经验数值如表 3-2所示。表3-2成型周期与壁厚关系制件壁厚/mm成型周期/ s制件壁厚/ mm成型周期/ s0.5102.5351.0153.0

46、451.5223.5652.0284.085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，初定制品成型工 艺参数如表3-3所示。表3-3制品成型工乙参数初步确疋内容特性内容特性注塑机类型螺杆式螺杆转速(r/min )48喷嘴形式直通式模具温度50喷嘴温度C)230后段温度(C)150210中段温度(C)170230前段温度(C)190250注射压力MPa90保压力MPa80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(%)0.6干燥温度(C)6080干燥时间(C)13后

47、处理温度70C，保温时间2小时3.3注塑机的选择3.3.1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。3.3.2注塑机基本参数注塑机的主要参数有公称注

48、射量，注射压力，注射速度，塑化能力，锁模力，合模装置的 基本尺寸，开合模速度，空循环时间等这些参数是设计，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表3-4所示。表3-4注射量与注射时

49、间的关系注射量/CM36000 10000125250500 1000 2000 4000注射速率/CM/S1600 20001252003335708901330注射时间/S11.251.51.752.2533.755(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

50、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.(8) 空循环时间；在没有塑化，注射保压，冷却,取出制件等动作的情况下，完成一次循 环所需的时间.3.3.3 选择注塑机(1)由公称注射量选定注射机由注射量选定注射机.由PRO/建模分析得(材料密度取 1.05kg ?dm 3):总体积 V=49.3cm3 ；总质量M=56.5g；流道凝料V =0.5V (流道凝料的体积(质量)是个未知数,根据手册取0.5V(0.5M)来估算,塑件越大则比例可以取

51、的越小)；实际注射量为:V实=49.3 X 1.5=73.95 cm 3;实际注射质量为M实=1.5M=56.5X 1.5=84.75g ；根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则，即：0.8V公三 V 实(3 1)V公 = V 实 /0.8=79.35 - 0.8=92.44 cm 3;(2)由锁模力选定注射机F锁F胀=為 P型(3 2)=2丄 P型42=2X 3.14 110 X30X 1064=569.91(KN式中F锁注射机的锁模力(N);A分塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和;120 101P型型腔压力，取 P型=30MP ; D取的是塑件的平均直径，D= =110.5 ,2D

52、 110mm；结合上面两项的计算，初步确定注塑机为表3-5所示，查国产注射机主要技术参数表取SZ-160/1000,主要技术参数如下。表3-5国产注射机SZ-160/1000技术参数表特性内容特性内容结构类型卧拉杆内间距(mm)360X 260理论注射容积(cm3)179移模行程(mm)280螺杆(柱塞)直径(mm)44最大模具厚度(mm)360注射压(MPa)132最小模具厚度(mm)170注射速率(g/s)110锁模形式(mm)液压塑化能力(g/s)10.5模具定位孔直径(mm)120螺杆转速(r/min)10150喷嘴球半径(mm)10锁模力(KN)1000喷嘴口直径3.4注射机的校核3

53、.4.1最大注塑量的校核为确保塑件质量，注塑模一次成型的塑件质量(包括流道凝料质量)应在公称注塑量 的35%75范围内，最大可达80%最小不小于10%为了保证塑件质量，充分发挥设备的 能力，选择范围通常在50%80%实=73.95 cmV公=179 cm3 ;73.95179100% =41.3%满足要求3.4.2锁模力的校核在确定了型腔压力和分型面面积之后,F可以按下式校核注塑机的额定锁模力:K(3 3)1.2 x 2X 314x 30 x 106683.892 KN满足要求式中F注塑机额定锁模力：1000KN图3-2K安全系数，通常取喷嘴与浇口套尺寸关系1.11.2，取 K=1.2;3.4

54、.3塑化能力的校核由3.2.3初定的成型周期为30秒计算,实际要求的塑化能力为每次实际注射量成型周期即：73.95 =2.465 (g/s )，小于注塑机的塑化能力10.5 (g/s )，说明注射机能完全满足塑化要求3.4.4 喷嘴尺寸校核在实际生产过程中，模具的主流道衬套始端的球面半径 R2 取比注射机喷嘴球面半径R1大12 mm主流道小端直径D取比注射机喷嘴直径d大0.51 mm,如图3.2所示，以 防止主流道口部积存凝料而影响脱模，所以，注射机喷嘴尺寸是标准，模具的制造以它为 准则。3.4.5 定位圈尺寸校核注塑机固定模板台面的中心有一规定尺寸的孔，称之为定位孔。注塑模端面凸台径向 尺寸须与定位孔成间隙配合， 便于模具安装， 并使主流道的中心线与喷嘴的中心线相重合。 模具端面凸台高度应小于定位孔深度。3.4.6 模具外形尺寸校核注塑模外形尺寸应小于注塑机工作台面的有效尺寸。模具长宽方向的尺寸要与注塑机 拉杆 间距相适应，模具至少有一个方向的尺寸能穿过拉杆间的空间装在注塑机的工作台 面上。3.4.7 模具厚度校核模具厚度必须满足下式：170HminHmHmax301