气压瓶盖注塑模-模具结构与工艺设计

1、气压瓶盖注塑模模具结构与工艺设计摘要我的任务是气压瓶盖注射模模具结构与工艺设计，主要根据塑件设计模具结构与工艺。塑件尺寸较大、形状较为复杂而且精度较高，所以采用了一模一腔的形式，塑件有侧嘴，需要采用侧抽芯结构，本模具的难点是完成制品内侧凸筋的抽芯。本产品可用于热水壶上，使用更加便捷。关键词：塑料模具；气压瓶盖；型腔；侧抽芯Pressure cap injection mold - mold structure and process design AbstractMy task is air bottle injection mould structure and process design

2、 - plastic parts, mainly based on the design of die structure and technology. Plastics dimension large, complex shapes and high precision, so using the form of a cavity, plastics have side by side, need the mould structure, the core of difficulty is finished products inside of core-pulling convex. T

3、his product can be used for hot pot, use more convenient.keywords ：injection mould；barometric bottle cap；cavity；core-drawing目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc262640097 1章 诸论 PAGEREF _Toc262640097 h 1 HYPERLINK l _Toc262640098 1.1塑料模具现状及发展趋势 PAGEREF _Toc262640098 h 1 HYPERLINK l _Toc262640099 模具制造技术

4、现状及其发展 PAGEREF _Toc262640099 h 1 HYPERLINK l _Toc262640100 我国塑料模的现状 PAGEREF _Toc262640100 h 3 HYPERLINK l _Toc262640101 塑料模具钢的开发概况 PAGEREF _Toc262640101 h 5 HYPERLINK l _Toc262640102 塑料模发展趋势 PAGEREF _Toc262640102 h 6 HYPERLINK l _Toc262640103 塑料成型模具的分类 PAGEREF _Toc262640103 h 9 HYPERLINK l _Toc26264

5、0104 1.2塑件的结构设计 PAGEREF _Toc262640104 h 10 HYPERLINK l _Toc262640105 1.2.1 功能结构设计 PAGEREF _Toc262640105 h 10 HYPERLINK l _Toc262640106 1.2.2 工艺结构设计 PAGEREF _Toc262640106 h 10 HYPERLINK l _Toc262640107 1.2.3 造型结构设计 PAGEREF _Toc262640107 h 11 HYPERLINK l _Toc262640108 小结 PAGEREF _Toc262640108 h 11 HYP

6、ERLINK l _Toc262640109 2章 塑件的结构分析与成型工艺设计 PAGEREF _Toc262640109 h 12 HYPERLINK l _Toc262640110 2.1塑件的结构分析 PAGEREF _Toc262640110 h 12 HYPERLINK l _Toc262640111 塑件的外型分析 PAGEREF _Toc262640111 h 12 HYPERLINK l _Toc262640112 塑件材料(ABS)分析 PAGEREF _Toc262640112 h 12 HYPERLINK l _Toc262640113 2.1.3 ABS的性能和成型特

7、点 PAGEREF _Toc262640113 h 13 HYPERLINK l _Toc262640114 确定塑件收缩率 PAGEREF _Toc262640114 h 16 HYPERLINK l _Toc262640115 壁厚的确定 PAGEREF _Toc262640115 h 16 HYPERLINK l _Toc262640116 塑件的脱模斜度 PAGEREF _Toc262640116 h 17 HYPERLINK l _Toc262640117 圆角的设计 PAGEREF _Toc262640117 h 17 HYPERLINK l _Toc262640118 侧向活动镶

8、件设计 PAGEREF _Toc262640118 h 17 HYPERLINK l _Toc262640119 孔的设计 PAGEREF _Toc262640119 h 18 HYPERLINK l _Toc262640120 2.2注射模设计与成形工艺 PAGEREF _Toc262640120 h 18 HYPERLINK l _Toc262640121 注射模简介 PAGEREF _Toc262640121 h 18 HYPERLINK l _Toc262640122 注射模组成 PAGEREF _Toc262640122 h 18 HYPERLINK l _Toc262640123

9、2.3注射成形工艺 PAGEREF _Toc262640123 h 19 HYPERLINK l _Toc262640124 注射成形前的准备 PAGEREF _Toc262640124 h 19 HYPERLINK l _Toc262640125 注射过程 PAGEREF _Toc262640125 h 19 HYPERLINK l _Toc262640126 塑料制品的后处理 PAGEREF _Toc262640126 h 21 HYPERLINK l _Toc262640127 2.4塑件的工艺分析 PAGEREF _Toc262640127 h 21 HYPERLINK l _Toc2

10、62640128 注射成型原理 PAGEREF _Toc262640128 h 22 HYPERLINK l _Toc262640129 小结 PAGEREF _Toc262640129 h 23 HYPERLINK l _Toc262640130 3章 塑料注射模具的设计 PAGEREF _Toc262640130 h 24 HYPERLINK l _Toc262640131 3.1注射模结构选取 PAGEREF _Toc262640131 h 24 HYPERLINK l _Toc262640132 型腔数目的确定 PAGEREF _Toc262640132 h 24 HYPERLINK

11、l _Toc262640133 分型面的设计 PAGEREF _Toc262640133 h 25 HYPERLINK l _Toc262640134 型腔的配置 PAGEREF _Toc262640134 h 26 HYPERLINK l _Toc262640135 3.2浇注系统的设计 PAGEREF _Toc262640135 h 26 HYPERLINK l _Toc262640136 浇注系统的简介 PAGEREF _Toc262640136 h 26 HYPERLINK l _Toc262640137 浇注系统的分类及组成 PAGEREF _Toc262640137 h 27 HY

12、PERLINK l _Toc262640138 浇注系统设计的原则 PAGEREF _Toc262640138 h 27 HYPERLINK l _Toc262640139 主流道的设计 PAGEREF _Toc262640139 h 28 HYPERLINK l _Toc262640140 分流道的设计 PAGEREF _Toc262640140 h 29 HYPERLINK l _Toc262640142 浇口的设计 PAGEREF _Toc262640142 h 30 HYPERLINK l _Toc262640143 冷料穴 PAGEREF _Toc262640143 h 31 HYP

13、ERLINK l _Toc262640144 小结： PAGEREF _Toc262640144 h 32 HYPERLINK l _Toc262640145 4章 抽芯机构设计 PAGEREF _Toc262640145 h 33 HYPERLINK l _Toc262640146 4.1概述 PAGEREF _Toc262640146 h 33 HYPERLINK l _Toc262640147 抽芯机构的分类 PAGEREF _Toc262640147 h 33 HYPERLINK l _Toc262640148 抽芯距的计算 PAGEREF _Toc262640148 h 33 HYP

14、ERLINK l _Toc262640149 4.2 斜导柱抽芯机构设计 PAGEREF _Toc262640149 h 33 HYPERLINK l _Toc262640150 斜导柱抽芯的工作原理 PAGEREF _Toc262640150 h 34 HYPERLINK l _Toc262640151 4.2.2 斜导柱抽芯机构设计原则 PAGEREF _Toc262640151 h 34 HYPERLINK l _Toc262640152 4.3斜导柱、滑块、锁紧块的设计 PAGEREF _Toc262640152 h 34 HYPERLINK l _Toc262640153 斜导柱 P

15、AGEREF _Toc262640153 h 34 HYPERLINK l _Toc262640154 滑块 PAGEREF _Toc262640154 h 37 HYPERLINK l _Toc262640155 导滑槽 PAGEREF _Toc262640155 h 37 HYPERLINK l _Toc262640156 导滑槽定位装置 PAGEREF _Toc262640156 h 37 HYPERLINK l _Toc262640157 锁紧块 PAGEREF _Toc262640157 h 38 HYPERLINK l _Toc262640158 防止斜导柱、滑块抽芯机构中的干扰措

16、施 PAGEREF _Toc262640158 h 38 HYPERLINK l _Toc262640159 4.4内侧抽芯结构 PAGEREF _Toc262640159 h 38 HYPERLINK l _Toc262640160 4.5推出机构设计 PAGEREF _Toc262640160 h 38 HYPERLINK l _Toc262640161 推杆结构设计 PAGEREF _Toc262640161 h 39 HYPERLINK l _Toc262640162 推板结构设计 PAGEREF _Toc262640162 h 39 HYPERLINK l _Toc262640163

17、 4.6脱模机构的设计原则与选用 PAGEREF _Toc262640163 h 40 HYPERLINK l _Toc262640164 脱模机构的设计原则 PAGEREF _Toc262640164 h 40 HYPERLINK l _Toc262640165 4.7合模导向机构设计 PAGEREF _Toc262640165 h 40 HYPERLINK l _Toc262640166 4.8导柱导向机构的设计 PAGEREF _Toc262640166 h 40 HYPERLINK l _Toc262640167 导向机构 PAGEREF _Toc262640167 h 40 HYPE

18、RLINK l _Toc262640168 4.8.2 导柱的形式 PAGEREF _Toc262640168 h 41 HYPERLINK l _Toc262640169 导套机构和精度要求 PAGEREF _Toc262640169 h 41 HYPERLINK l _Toc262640170 导柱、导套在模板上的布置 PAGEREF _Toc262640170 h 41 HYPERLINK l _Toc262640171 4.9排溢系统的设计 PAGEREF _Toc262640171 h 42 HYPERLINK l _Toc262640172 4.10成型零件的设计 PAGEREF

19、_Toc262640172 h 42 HYPERLINK l _Toc262640173 型腔结构设计 PAGEREF _Toc262640173 h 43 HYPERLINK l _Toc262640174 凸模与型芯结构设计 PAGEREF _Toc262640174 h 44 HYPERLINK l _Toc262640175 4.11成型零部件设计的计算依据 PAGEREF _Toc262640175 h 44 HYPERLINK l _Toc262640176 模具分型面及其类型 PAGEREF _Toc262640176 h 44 HYPERLINK l _Toc262640177

20、 成型零件的结构形式 PAGEREF _Toc262640177 h 45 HYPERLINK l _Toc262640178 4.12成型零件的强度计算 PAGEREF _Toc262640178 h 47 HYPERLINK l _Toc262640179 凹模壁厚计算 PAGEREF _Toc262640179 h 47 HYPERLINK l _Toc262640180 动模垫板厚度计算 PAGEREF _Toc262640180 h 48 HYPERLINK l _Toc262640181 4.13支撑零部件的设计 PAGEREF _Toc262640181 h 48 HYPERLI

21、NK l _Toc262640182 小结： PAGEREF _Toc262640182 h 49 HYPERLINK l _Toc262640183 5章 塑料注射模其它设计 PAGEREF _Toc262640183 h 50 HYPERLINK l _Toc262640184 5.1选标准模架 PAGEREF _Toc262640184 h 50 HYPERLINK l _Toc262640185 5.2成型零件材料选用 PAGEREF _Toc262640185 h 50 HYPERLINK l _Toc262640186 5.3注射模钢种的选用 PAGEREF _Toc2626401

22、86 h 50 HYPERLINK l _Toc262640187 5.4最大注射压力的校核 PAGEREF _Toc262640187 h 51 HYPERLINK l _Toc262640188 5.5最大注塑量的校核 PAGEREF _Toc262640188 h 51 HYPERLINK l _Toc262640189 5.6塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核 PAGEREF _Toc262640189 h 51 HYPERLINK l _Toc262640190 分型面上的投影面积校核 PAGEREF _Toc262640190 h 51 HYPERLINK l _Toc26264

23、0191 锁模力校核 PAGEREF _Toc262640191 h 52 HYPERLINK l _Toc262640192 5.7模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 PAGEREF _Toc262640192 h 52 HYPERLINK l _Toc262640193 5.8开模行程校核 PAGEREF _Toc262640193 h 53 HYPERLINK l _Toc262640194 5.9脱模力的计算 PAGEREF _Toc262640194 h 53 HYPERLINK l _Toc262640195 5.10模具冷却系统的设计 PAGEREF _Toc262640195 h

24、 54 HYPERLINK l _Toc262640196 冷却装置的设计原则 PAGEREF _Toc262640196 h 55 HYPERLINK l _Toc262640197 冷却装置的选用 PAGEREF _Toc262640197 h 55 HYPERLINK l _Toc262640198 冷却回路的计算 PAGEREF _Toc262640198 h 56 HYPERLINK l _Toc262640199 小结： PAGEREF _Toc262640199 h 59 HYPERLINK l _Toc262640200 6章 模具加工工艺设计 PAGEREF _Toc2626

25、40200 h 60 HYPERLINK l _Toc262640201 6.1机加工工艺简述 PAGEREF _Toc262640201 h 60 HYPERLINK l _Toc262640202 生产过程和工艺过程 PAGEREF _Toc262640202 h 60 HYPERLINK l _Toc262640203 6.1.2机械加工工艺过程的组成 PAGEREF _Toc262640203 h 60 HYPERLINK l _Toc262640204 6.2型腔零件图及加工工艺规程 PAGEREF _Toc262640204 h 62 HYPERLINK l _Toc2626402

26、05 6.3型芯零件图及加工工艺规程 PAGEREF _Toc262640205 h 62 HYPERLINK l _Toc262640206 小结： PAGEREF _Toc262640206 h 63 HYPERLINK l _Toc262640207 7 章 塑料模具的装配工艺设计 PAGEREF _Toc262640207 h 64 HYPERLINK l _Toc262640208 7.1型腔凹模与动、定模板的装配 PAGEREF _Toc262640208 h 64 HYPERLINK l _Toc262640209 7.2型芯与固定板的装配 PAGEREF _Toc2626402

27、09 h 64 HYPERLINK l _Toc262640210 7.3装配步骤 PAGEREF _Toc262640210 h 64 HYPERLINK l _Toc262640211 小结 PAGEREF _Toc262640211 h 66 HYPERLINK l _Toc262640212 总结 PAGEREF _Toc262640212 h 67 HYPERLINK l _Toc262640213 参考文献 PAGEREF _Toc262640213 h 68 HYPERLINK l _Toc262640214 致谢 PAGEREF _Toc262640214 h 69 HYPER

28、LINK l _Toc262640215 附录A：图纸清单 PAGEREF _Toc262640215 h 701章 诸论1.1塑料模具现状及发展趋势模具制造技术现状及其发展1、现状模具的特点决定了模具工业的快速发展，模具制造水平是衡量一个国家机械制造业水平的重要标志。我国已经具备制造大型、精密、复杂、长寿命模具的能力。如：硬质合金多工位级进模，步距精度0.005mm,成形表面粗糙度达m,镶件的重复定位精度0.005mm,互换性好,模具寿命达1亿冲次,具有自动冲切、叠压、铆合、扭角、计数分组和安全保护功能。又如：大型的塑料模，重达10吨以上，尺寸精度为0.01mm,型腔Ra=0.1m,模具寿命

29、达30万次以上。达到国际同类模具产品的技术水平。2、发展状况（1） 制造设备水平的提高促进模具制造技术的发展 先进的模具加工设备拓展了机械加工模具的范围，提高了加工精度，降低了表面粗糙度，大大提高了生产效率。如：数控仿形铣床、加工中心、精密坐标磨床、数控坐标磨床、数控电火花成形机、慢走丝线切割、精密电加工机床、三坐标测量机、挤压研磨机、激光快速成形机等。（2） 模具新材料的应用促进模具制造技术的发展 模具材料是影响模具寿命、质量、生产效率和生产成本的重要因素，目前我国模具寿命仅为发达国家的1/5-1/3，而其中材料和热处理原因占60以上。随着新型优质模具钢的不断开发（如：65Nb、LD1、HM

30、1、GR等）以及热处理工艺和表面强化处理工艺的进一步的完善和发展，（如：组织预处理、高淬低回、低淬低回、低温快速退火等热处理工艺以及化学热处理、气相沉积、渗金属、电火花强化等新工艺、新技术）。都将极大地促进和提高模具制造技术的快速发展。（3）模具标准化程度的提高促进模具制造技术的发展 模具的标准化程度是模具技术发展的重要标志，目前我国的标准化程度约占30，而发达国家为7080，标准化促进了模具的商 品化，商品化推动了模具生产的专业化。从而提高模具制造质量，缩短制造周期，降低 制造成本，也促进新材料、新技术的应用。（4）模具现代设计和制造技术促进了模具制造技术的发展CAD/CAM/CAE技术的发

31、展，使模具设计与制造向着数字化方向发展，尤其在成形零件方面软件（如UG、Pro/E）的广泛应用，实现了模具设计与制造的一体化，极大的提高了模具制造技术和制造水平，也是未来模具制造技术的主要发展方向。3、发展趋势社会快速发展，产品不断增多，更新换代加快，模具质量和生产周期尤为重要，从而决定了模具制造技术的发展趋势：（1）粗加工向高速加工发展（2） 成形表面的加工向精密、自动化方向发展（3） 光整加工向自动化方向发展（4）反向制造工程制模技术的发展以三坐标测量机和快速成形技术为代表的反向制模技术是以复制为原理的制造技术，是模具制造技术的又一重要发展方向，特别适用于多品种、小批量、形状复杂的模具制造

32、。（5）模具CAD/CAM/CAE技术将有更快的发展从模具结构设计模具工作状态的模拟自动加工程序的生成自动化加工、自动检测。实现设计到制造的一体化是模具制造业发展的必然趋势。4、模具制造工艺的内容 制造工艺设计转化为产品的过程。制造工艺的内容：研究制造的可能性和如何制造，如何以低成本、短周期制造高精度、高质量、长寿命的模具。模具制造的主要经济技术指标：成本、周期、质量。三个指标的最佳必须从设计、制造和使用综合考虑：（1） 设计必须满足使用要求，同时制造的可行性； （2） 制造必须保证设计要求，同时制约设计，指导使用； （3） 使用应该了解设计与工艺，合理设计制品简化模具结构以便于制造。 影响制

33、造的主要因素： 表面加工有难易：外与内；规则与异型；型孔与型腔。 精度 表面粗糙度和装饰 型孔和型腔的数量 热处理5、模具生产和制造工艺的特点 模具是专用工艺装备，模具生产是单件或多品种生产，与一般机械产品生产相比，有如下特点：（1） 单件、多品种：采用通用机床和通用工量具，减少专用二级工具，工序相对应集中，简化管理减少周转，保证质量和进度。（2）制造质量要求高：尺寸精度和形位公差一般0.01mm左右，Ra0.8m（3） 形状复杂:工作零件多为二维或三维的复杂曲面(尤其是型腔)，加工难度大。（4）材料硬度高：淬火合金钢或硬质合金。（5） 成套性生产。（6）生产周期短：市场决定产品，更新换代快。

34、（7） 必须进行试模与修整:模具设计的经验性较多，有些尺寸必须经过试模决定。还要考虑前后工序模具的关系。我国塑料模的现状1、模具业发展现状 模具作为提高生产率，减少材料和消耗，降低产品成本，提高产品质量和市场竞争力的重要手段，已越来越受到各工业部门的重视。随着工业技术不断向前发展，要求模具在更苛刻、更高速度的工作条件下，对模具的精度越来越高，使用寿命越来越长。为了满足这些要求，国内外都在模具材料的研究和开发上作了巨大的努力，也在这方面取得了不少成果。 目前世界上模具工业的年产值约为680亿美元。我国2004年模具产值为530亿元，模具出口4.91亿美元，同时还进口18.13亿美元。我国已成为世

35、界上净出口模具最多的国家。大型多工位级进模、精密冲压模具、大型多型腔精密注塑模、大型汽车覆盖件模具等虽已能生产，但总体技术水平不高，与国外先进国家相比，仍有很大差距，特别是模具寿命低的问题非常突出。如：国外硅钢片冲模总使用寿命在500万次以上，而国内一般为50万-60晚次，最高150万次。国内热锻模使用寿命50万次，国内只有3-5万次。国外热锻模使用寿命12000次以上，国内一般为3000-5000次。影响模具寿命的因素较多，但模具材料是重要因素。高寿命模具离不开优质模具材料。国内模具钢品种少、质量差、性能低。虽然国内也研制出许多高性能模具钢，但大多数是上世纪70-80年代研制的，因种种原因，

36、真正使用的量较少，钢种也不多。每年使用量不足1万吨。故在生产上使用的仍然是老钢种为主，如冷模用CrWMn、Crl2、Crl2MoV等，热模用3CrW8V、6542等，另外，由于模具钢的改锻效果差、选材与热处理不当等原因，也造成模具的寿命低。现从塑料模具钢方面，扼要分析国内模具钢的研究开发情况。 近年来，中国塑料模具发展速度相当快。目前，塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%。随着中国汽车、家电、电子通讯、各种建材迅速发展，预计在未来模具市场中，塑料模具占模具总量的比例仍将逐步提高，且发展速度将快于其他模具。以汽车工业为例，随着汽车产销量高速增长，汽车模具潜在市场十分巨大。据介绍，在生产汽车

37、时，各种功能性零部件都要靠模具成型，仅制造一款普通轿车约需200多件内饰件模具，而制造保险杠、仪表盘、油箱、方向盘等所需的大中型塑料模具，从模具行业生产能力看，目前满足率仅约50%。在建筑领域，塑料建材大量替代传统材料也是大势所趋，预计2010年全国塑料门窗和塑管普及率将达到30%50%，塑料排水管市场占有率将超过50%，都会大大增加对模具的需求量。应该说，塑料模具的应用潜力是不可低估的。专家预测，大型、精密、设计合理的注塑模具将受到市场普遍欢迎。 全国塑料加工业区域分布相类似，珠三角、长三角的塑料制品加工业位居前列， 浙 江、江苏和广东塑料模具产值在全国模具总产值中的比例也占到70。现在，这

38、3个省份的不少企业已意识到塑模业的无限商机，正积极组织模具产品的开发制造。 然而由于塑料零配件形状复杂、设计灵活，对模具材料、设计水平及加工设备均有较高要求，并不是人人都可以轻易涉足的。专家认为，目前中国与国外水平相比还存在较大差距，眼前需尽快突破制约模具产业发展的三大瓶颈：一是加大塑料材料与注塑工艺的研发力度；二是塑模企业应向园区发展，加快资源整合；三是模具试模结果检验等工装水平必须尽快跟上，否则塑料模具发展将受到制约。 专家指出，面对国外先进技术与高质量制品的挑战，中国塑模企业不仅要加快产业集群化，发挥规模效应，还要注重模具产业链的前端研发、人才建设和产业链后端的检测以及信息服务，尽快缩短

39、技术、管理、工装水平与国际水准的差距。这是塑料模具企业在发展中必须解决的重要问题。 塑料模具钢的开发概况 塑料模具钢是国内发展得较滞后，到目前为止仍未成完整系列的钢种。国内常用的塑料模具钢仍然是含0.4-0.6%碳的碳素结构钢，如45和40Cr，另外再以TIOA、GCr15、CrWMn、5CrNiMo、5CrMnMo、Cr12、Cr12MoV等作补充。二十世纪九十年代以后，国内先后开发了十余种新型塑料模具钢。 预硬化型塑料模具钢 3Cr2Mo是国内较早开发的塑料模具钢，与AISIP20相当，目前已在许多钢厂生产。在使用时，一般是先进行预硬处理，然后再进行切削加工。该钢适用于制造大、中型精密塑料

40、模具，如：电视机、洗衣机壳体等塑料模具，并已获得较大量应用。另外，也可用于制造锌合金压铸模具。 除3Cr2Mo钢外，国内先后开发的5CrNiMnMoVSCa（简称5NiSCa）、8Cr2MnWMoVS （简称8Cr2）40CrMnVBSCa（简称P20BSCa）、Y55CrNiMnMoV（代号SMI）等是易切削型预硬塑料模具钢，此类钢不仅适用于制造大、中型精密注塑模具，还可用于制造精密冷作模具。 时效硬化型塑料模具钢 根据制造高精度、复杂塑料模具的需要，国内先后开发了几种时效硬化型塑料模具钢，如10Ni3MnCuAI（代号PMS）、 25CrNi3MoAI、Y20CrNi3IMnMo（代号SM

41、2）、 06Ni6CrMoVTiA1（代号06）等。此类钢切削加工性能好，加工后再时效处理，由于时效温度低，时效过后模具变形很小，所以适用于制造高精度、复杂的热塑性塑料模具。 10Ni3MnCuAI，代号PMS，该钢具有优良镜面加工性能，模具表面粗糙度可达Ra0.05um，适用于制造要求高镜面、高精度的各种热塑性塑料制品模具，如光学仪器镜片模具，磁带内外壳和电话机、石英钟、车辆灯具等塑料壳体模具。Y20CrNi3AIMnMo，代号SM2，含0.1左右的S，切削加工性能得到了改善，是一种易切削型时效塑料模具钢。 当较大批量地生产聚氯乙烯、氟化塑料、阻燃塑料等塑料制品时，模具需要耐氟、氯等卤族元素

42、气体的腐蚀，为此需在模具表面镀铬或直接采用耐腐蚀钢。 国内开发的耐腐蚀塑料模具钢OCr16Ni4Cu3Nb（代号PCR）属于马氏体沉淀硬化不锈钢，该钢在含有氟、氯等离子的腐蚀性介质中的耐蚀性明显优于17-4PH（OCr17Ni4Cu4），适用于制造含氯、氟或混入阻燃剂的热塑性塑料的注射模具。 3.4非调质塑料模具钢 非调质钢在锻、轧后即可达到预硬，不需再进行调质处理，为改善切削加工性能，有些钢种还添加了适量的P、S和Ca。国内对非调质塑料模具钢的开发较晚，25CrMnVTiSCaRE （代号FT）、2Cr2MnMoVS和2Mn12CrVCaS即是近几年开发的新钢种。锻、轧空冷后，FT钢100m

43、m圆钢的硬度可以达到HRC30-35塑料模发展趋势1、注塑模CAD的实用化随着人类社会的进步和高技术不断发展，世界各国对塑料模设计技术给予了高度重视和关注，不惜投入重金进行研究和开发，塑料模Mold-Flow或C-Flow软件和塑料模Mold-Cool或C-Cool软件等已经商品化，注射模CAD正向实用化阶段迈进。我国政府对注射模CAD实用化进程亦十分重视。“八五”期间投巨资进行研究和开发，除建立“大型薄壁深腔注射模具制造技术”（广州塑料模具厂）、“多型腔小模数齿轮精密模具制造技术”(青岛北极星集团)和“实用CAD/CAM技术在精密注射模具中的应用”3项国家重点企业开发项目外，还专门组织了“八

44、五”国家重点技术攻关项目“注射模CAD/CAM/CAE集成系统研究”，该项目含八个子课题 = 1 * GB3 复杂曲面几何造型图像软件研制； = 2 * GB3 多轴数控加工变成软件研制； = 3 * GB3 注射用塑料性能数据库研制； = 4 * GB3 流动仿真模拟分析软件研制； = 5 * GB3 模温分析模拟软件研制； = 6 * GB3 模具应力应变计算分析软件研制； = 7 * GB3 CAD/CAM/CAE集成系统研制； = 8 * GB3 注射模具设计实用专家系统软件研制。目前，美国PSP公司的IMES专家系统，能帮助模具设计人员用专家的知识解决注射模的质量问题。德国IKV研究

45、所的CADMOULD系统，可用于注射模的流动、冷却分析、力学性能校核。澳大利亚MOLDFLOW公司的注射模CAE软件MF，具有流动模拟、冷却分析、翘曲变形和应力分析功能。2、挤塑模CAD的开发挤塑模设计与制造，发达国家已广泛地应用了CAD/CAM技术，尤其是CAE的应用，极大地提高了挤塑模设计水平和可靠性。我国向此发展，势在必行。根据国家“八五”重点科技攻关项目“注射模CAD/CAM/CAE集成系统”开发中的成功经验及技术实力，国家“九五”重点科技攻关项目“挤塑模CAD/CAM/CAE集成系统”课题，正在拟议与讨论之中。预计该课题将面临一下难题：（1）挤塑模中倒流锥截面变化不规则问题。为此，必

46、须强化CAD部分的三维曲面造型功能。（2）CAE分析的结果显示问题。要求它是一个实用、开放的数据库系统，但由于塑料熔体的弹性行为，迄今尚无行之有效的三维形变理论能予以准确描述。为此，该部分必然是大量的经验公式和数据的收集、归纳及整理工作，是一项艰巨、复杂、系统性很强的庞大工程。（3）须建立3轴至5轴数控铣和2轴至4轴的线切割模块，为此，在CAM部分需开发适用于挤塑模制造工艺规程的计算机辅助变成软件。（4）在统计分析的基础上，确定注射模加工系统与挤塑模加工系统在CAD/CAM方面的共同点与不同点，从而确定应去除注射模加工系统中哪些功能，增加哪些适用于挤塑模加工的功能。3、压缩模CAD探索压缩模及

47、传递模是历史悠久、正在工业上发挥了重要作用的一类塑料模具，一些发达国家，如加拿大、美国等已在在这方面作了大量研究和探索工作，预计不久将会有压缩模CAD实用软件问世，我国已在这方面做研究和探索工作。4、塑料模专用材料研究和开发在“八五”期间，国家已经组织了抚钢、太钢、齐钢、舞阳、长城和本溪钢铁厂等单位，研究和开发塑料模专用系列钢。无疑，这一开发与研究工作，必将继续扩大和完善。大致可分为以下五类：（1）基本型。如55钢，使用硬度小于20HRC，切削加工性能好，但模具表面粗糙度差，使用寿命短，但已被预硬钢所代替（2）预硬化型。这类钢是在中、低碳钢中加入一些合金元素的低合金钢，淬透性高，加工性能好，调

48、质后的使用硬度为2535HRC,属最大的通用型塑料模具钢，如美国的P20钢（3）时效硬化型这类钢是在中、低碳钢中加入Ni、Cr、Al、Cu、Ti等合金元素，耐磨性和腐蚀性优于预硬钢，经过时效处理后，硬度可高达4050HRC这类钢的典型牌号，如美国的P21、日本的NAK55等，多用于复杂、精密塑料模具，或大批量生产的长寿命模具。（4）热处理硬化型。这类塑料模具钢如美国的D2、日本的PD613、PD555等，模具表面能达很高的镜面，并可进行表面强化处理。这类钢制造的模具，精加工后进行淬火、回火处理，使用硬度可达5060HRC。（5）马氏体时效钢和粉末冶金模具钢。对于要求更高耐磨性、耐腐蚀性、高韧性

49、、超镜面的高级塑料模，可采用马氏体时效钢或粉末冶金模具钢。这类钢如美国的PS、日本的HAP和ASP钢，均是采用粉末冶金法制造的模具钢。5、工程数控化 机械技术与电子技术的密切结合，日益更多地采用了数控数显、计算机程序控制的加工方法，实现高层次、多工位加工，使塑料模在质量上、效率上产生一个新的飞跃激光成形技术在塑料模型腔加工中已获得巨大的成功。汕头大学模具中心的抄数系统，属当今国内最先进的塑料模具加工设备。6、塑件功能设计不同塑件其使用功能不同。塑件可单独使用，也可与其它零件组合起来使用，不论是何种情况，塑件在形状、尺寸、表面质量、物力机械性能等方面，均有一定的指标要求，因此，塑件设计者必须根据

50、塑件的使用功能、使用环境、受力状况、使用特点等，正确选择塑料材料，设计其几何结构，确定其几何尺寸与精度及各种性能指标要求，力求设计出价廉物美、坚固耐用、令人喜爱的塑件来。塑件的基本结构有工艺结构、功能结构及造型结构三部分组成。其中功能机构设计是核心，工艺结构和造型结构设计是在满足功能结构设计基础上进行的设计。在设计塑件时应当把这三种结构的设计有机地结合起来，已达到较好的设计效果。塑料成型模具的分类不相同的塑料成型方法，要求使用不同原理和结构特点的成型模具。按成型加工方法的不同，塑料成型模具分为以下几类：（1）注塑成型模具：塑料先在注塑机的加热料筒中受热熔融，然后在注塑机螺杆或活塞的推动下，经喷

51、嘴和模具的浇注系统进入模具型腔，最后在型腔中硬化定型，这就是注射成型的简单过程，而注塑成型所用的模具就叫注塑成型模具。注塑模具主要用于热塑性塑料制品的成型，不过近年来亦越来越多用于热固性塑料的成型。注塑成型在塑料制品的成型中占有极大的比例，因而塑料成型模具的生产中约有一大半都是注塑模具。（2）挤出成型模具：又叫作机头。让处于粘流状态的塑料在高温高压下通过具有特定截面形状的口模，然后在较低温度下冷却定型，用来生产具有所需截面形状的连续型材的成型方法叫挤出成型，而用于塑料挤出成型的模具就叫挤出成型模具。（3）中空制品吹塑成型模具：把挤出或注塑出来的尚处于塑化状态的管状坯料，趁热放入模具成型腔内，立

52、即在坯料中心通入压缩空气，使管坯膨胀并紧贴在模具型腔壁上，冷却硬化后就成了中空制品。这种成型方法所用的模具就是中空制品吹塑成型模具。（4）真空或压缩空气成型模具：这是一个单独的阴模或阳模。将预先制成的塑料片材四周紧压在模具周边上，加热使其软化，然后在紧靠模具的一面抽真空，或在反面充压缩空气，让塑料片材紧贴在模具上；冷却定型后就得到了制品。这种成型方法的模具受力较小，要求不高，甚至可以用非金属材料制作。（5）压制成型模具：简称压模。将塑料原料直接加入敞开的模具型腔中，再将模具闭合，塑料在热与压力的作用下成为流动状态并充满型腔；然后由于化学或物理变化使塑料硬化定型，这种方法就叫压制成型，而所用的模

53、具叫作压制成型模具。这种模具大多用于热固性塑料的成型加工，也有用于热塑性塑料的。另外还有不加热的冷压成型压制模具，用于成型聚四氟乙烯坯件。（6）压铸成型模具：又称传递成型模具。将塑料原料加入预热的加料室，然后向压柱施加压力，塑料在高温高压下熔融，并通过模具的浇注系统进入型腔，逐渐硬化成型，这种成型方法叫作压铸成型，所用的模具叫压铸成型模具。这种模具多用于热固性塑料的成型。除此之外，还有泡沫塑料成型模具、玻纤增强塑料低压成型模具等等。1.2塑件的结构设计 功能结构设计塑件设计的核心问题，是要保证其使用功能要求。在充分分析塑件使用功能的基础上确定塑件的整体结构、各组成部分几何形状、尺寸、材质和外观

54、要求及强度等。塑件的结构，应在满足其功能要求的前提下，力求简单、可靠。因为简单的塑件结构容易满足其功能要求，达到经济、适用、安全的目的。在设计塑件时，应当了解它是单独使用，还是与其它零件组合起来使用，在使用过程中它的主要功能和辅助功能是什么。如果它是与其它零件组合起来使用，那么它的哪些部分、结构形状、尺寸受其它零件制约、不可变动，哪些部分可通过直观判断、试验后加以修正。 工艺结构设计要想获得合格的塑料制件，除合理选用塑件的原材料外，还必须考虑塑件的结构工艺性。只有塑件结构设计满足成型工艺要求，才能设计出合理的模具结构，达到提高生产率和降低成本的目的。在塑件功能结构设计的基础上，为实现加工制造的

55、可能性和简捷性，必须进行工艺结构设计。因此，在设计塑件时，要选择合适的材料，以保证在使用过程中的可靠性及加工过程中的可行性，用以确定成型方法及成型工艺对塑件提出的工艺结构要求。塑件工艺结构设计的主要内容如下：塑件内外侧壁应有恰当的脱模斜度，内外表面结合处，加强筋端部和根部等以及所有能允许设计圆角的地方均应设计成圆角。塑件壁厚要均匀，加强筋、凸台、支撑面、边缘、底部形状的设计要保证其强度，利于其成型和脱模。金属嵌件要满足塑件使用功能要求，与塑件连接牢固性要求，成型时便与在模具中装固，成型后容易从模具中脱出。塑件表面的花纹、图案、文字、符号等的设计要考虑成型与脱模、使用中的损伤、模具加工等问题。此

56、外处于塑件外形轮廓最大部分得分型线痕迹，不影响其工作特性及表观质量。因此在塑件工艺结构设计时，要充分了解其在使用中的机能，又要熟悉材料的性能特点，成型工艺过程及特点。只有正确的工艺结构设计，才能保证塑件顺利成型、脱模，确保塑件质量，避免塑件在成型中出现裂纹、凹陷、气孔、银纹、等一系列成型缺陷，增强塑件的使用中的可靠性及持久性。 造型结构设计塑件造型设计是指按照美的法则，如对比与调合、概括与简单、对称与平衡，安定与轻巧、尺寸与比例、主从、比拟、联想等对塑件外观形状、图案、色彩及其相互的结合进行设计，通过视觉给人以美的感觉。工业制品的结构设计，是一门技术与艺术相结合的多元交叉科学。塑件制品种类繁多

57、，外形也千奇百怪。对于这些制品，都要通过外部造型设计加以装饰美化。因为人们通常都是在满足功能要求下，总是喜欢购置外形美观的制品，因为外形设计独特的制品更容易吸引观众的眼球。对于单独使用的塑件或壳体制品，一定要认真的进行造型设计，以满足其使用机能要求，是现代制品设计的根本目的，满足人的心理需要是制品使用功能设计的根本依据。“实用、经济、美观”是制品造型设计的基本原则。使人们在使用塑件时有一种美的享受，同时又能保证使用者在使用它时感到方便、安全、可靠、舒适。小结 ： 本章主要介绍了塑料注射模的现状和发展趋势。塑料的工艺特性和成形特点等，还介绍了模具生产制造的特点和模具的功能结构、工艺结构、造型结构

58、的一些情况。2章 塑件的结构分析与成型工艺设计2.1塑件的结构分析塑件的外型分析塑件如图2.1所示.图2.1 塑件图塑件是气压瓶盖的主视图。塑件侧边有通孔，因此要选用侧向抽芯的模具结构。因为有侧向抽芯，所以最合适的结构就是采用一模一件的结构来设计。从结构看，该塑件可用于热水壶气压瓶盖等。塑件材料(ABS)分析 选材在设计过程中是个关键步骤，对于指定部件的选材，最主要的是考虑部件的功能和决定部件功能的有关材料性能，同时还要考虑诸如部件的特点和禁忌、使用时的外界条件、临界条件、使用寿命和使用方式、维修方法、制品尺寸和尺寸精度、成型加工工艺、生产数量、生产速度、成本、原料来源和经济效益等等。这些因素

59、包括两方面，一方面是使用环境介质和环境条件，如构件承受的负荷和自重，冲击和振动等机械作用的影响；接触的气体、液体、固体及化学药品；曝露的大气环境 (气温、湿度、降雨、阳光、冰雪以及有害气体等)的影响；贮存环境条件和长期贮存的的影响；此外，除静态破坏影响外，还要考虑摩擦升温、蠕变、成型收缩等引起的变形、应力松弛以及反复应变而引起的疲劳，高应变率引起的力学性能变化等等。另一方面是搬运、勤务处理或操作时，制品可能遭到外力作用，甚至是意外的外力作用的影响。充分考虑这些因素才能明确所要求的综合性能。该塑料制品选用ABS塑料成型，ABS是丙烯晴、丁二烯和苯乙烯三种单体的三元共聚物，ABS具有较高的强度、硬

60、度、耐热性及耐化学腐蚀性；具有弹性和较高的冲击强度；它具有优良的介电性能及成型加工性能等综合性的优良性能，且价格便宜，原料易得。综上所述，所以选用ABS材料。 ABS的性能和成型特点1、 ABS的基本特性ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯3种单体合成的。每种单体都具有不同性能：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性，使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性，使ABS坚韧；苯乙烯具有易加工、高光洁度、高强度，使ABS有良好的加工和染色性能。ABS无毒、无味，呈微黄色，成型的塑料件有较好的光泽。有极好的冲击强度，且在低温下也不迅速下降。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响