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1、目 录 目 录1第一章 绪论11.1 我国模具工业基本状况11.2 塑料模具现状及发展方向21.2.1 我国塑料模具工业的发展现状况21.2.2 我国塑料模具工业技术今后的主要发展展望21.3 塑料模具31.4 注塑模具简介31.4.1 何谓注塑成型41.4.2 注射成型模具结构51.5 本课题的研究对象5第二章 制品与材料的工艺分析62.1 设计原始资料62.1.1 塑料制品性能要求及成型图62.1.2 塑件的工艺性能分析72.2 成型材料工艺性能分析82.2.1 PP化学和物理特性82.2.2 PP的工艺条件82.2.3 PP(聚丙烯)成型条件82.3 常用塑料的成型工艺特性102.3.1
2、 常用热塑性塑料的成型工艺特性102.3.2 常用热固性塑料的成型工艺特性11第三章 拟定成型方案及动作原理123.1 分型面位置的确定123.1.1 保证塑料制品能够脱模123.1.2 使型腔深度最浅123.1.3 使塑件外形美观，容易清理123.1.4 尽量避免侧向抽芯133.1.5 使分型面容易加工133.1.6 使侧向抽芯尽量短133.1.7 有利于排气133.2 成型方案的列出133.3 模具动作原理及结构特点143.3.1 动作原理143.3.2 结构特点14第四章 浇注系统的设计174.1 浇注系统设计要点174.2 浇注系统设计的设计174.2.1 主流道的设计174.2.2
3、拉料杆的设计184.2.3 分流道的设计194.2.4 浇口的设计204.2.5 冷却水道的设计23第五章 注塑机的选择及成型零件的设计265.1 注塑机的选择265.1.1 塑料盒壳体体积的计算265.1.2 塑料盒壳体质量的计算265.1.3 塑料注射机参数265.2 注塑机相关参数的校核275.2.1 注塑压力的校核275.2.2 锁模力的校核275.2.3 模具与注塑机装模部位相关尺寸的校核275.2.4 开模行程和塑件推出距离的校核275.3 模具成型部分的结构设计285.3.1 型腔分型面位置和形状的确定285.3.2 型腔和型芯的结构特点285.3.3 成型零件的工作尺寸计算29
4、参考文献31致 谢32l第一章 绪论1.1 我国模具工业基本状况我国模具工业近年来发展很快，据不完全统计，2003年我国模具生产厂点约有万多家，从业人员约50多万人，2004年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，2004年模具产值530亿元。进口模具18.13亿 美元，出口模具4.91亿美元，分别比2003年增长18%、32.4%和45.9%。进出口之比2004年为3.69：1，进出口相抵后的进净口达13.2亿美元，为净进口量较大的国家。 在万多家生产厂点中，有一半以上是自产自用的。在模具企业中，产值过亿元的模具企业只有20多家，中型企业几十家，其余都是小型企业，多数
5、只有几十名职工，百十万产值，自有资金有限，靠自我发展很困难。 近年来， 模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量增加，能力提高较快；三资及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等。 2004年以来模具行业还显现另外两个特点，一是各地政府对模具工业的发展进一步关注。许多地方政府进一步认识到模具工业对发展制造业的重要意义，因此加强了模具工业园区的建设。已有的园区进一步扩大，如宁波余姚、宁海和苏州昆山等模具园区都有所扩大；新的模具工业园区正在加紧建设，如重庆、大连、深圳市等已建立模
6、具园区；另外沈阳、西安、成都、上海、宁波北仑、浙江黄岩等地都在积极筹备建立模具园区，以利带动地区模具及相关产业链乃至制造业的发展，有些高科园内模具企业已占有相当的份量，像天津高新区就有40多家模具企业。 二是外资及社会投资模具产业增长显著。许多地方加强了吸引外资及合资投入模具工业的工作，特别是在高新技术园区和工业园区，外资、合资模具企业进一步增加，如苏州昆山模具园区，60%以上是外资企业。大连模具园区到日本、韩国招商。而有些地区高科技园内模具企业已占有相当的份量，像天津高新区有40多家模具企业。由于汽车产业发展的拉动，社会投资模具产业有所加强，如五粮液集团投资5亿元建立汽车模具生产厂，比亚迪公
7、司投资2亿元建立了北京汽车模具公司，等等。从地区分布来说，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区（模具产值已占全国总量的70%左右）发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产较为集中的省份是广东和浙江。我国模具总量虽然已位居日、美、德之后，但设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，也要比英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等有差距。1.2 塑料模具现状及发展方向1.2.1 我国塑料模具工业的发展现状况 80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产
8、值为245亿，至2004年我国模具总产值为450亿元，其中塑料模约占30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具
9、有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的5080%相比，差距较大。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分
10、析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模合冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。1.2.2 我国塑料模具工业技术今后的主要发展展望（1）提高大型、精密、复杂、长寿命模
11、具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。（2）在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术4。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件.利用 CAE 技术可以在模具加工前，在电脑上对整个注塑成型过程进行类比分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析也将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。（3）推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注
12、射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。1.3 塑料模具塑料模具是大批生产塑料制品的现代化专用成型工艺装备的总称。塑料模具包括：注射模、压缩模、传递模、挤出模、中空吹塑模、真空成型模、压缩空气成型模、旋转成型模、发泡成型模和空气辅助成型模和水辅助成型模等多种塑
13、料成型模具。在上述各种塑料模具中，由于注射模具有高效、精密、可成型各种复杂制品，工艺先进等诸多其它成型模具所不及的特点而成为塑料制品成型工艺中最重要的并且起主导作用的模塑成型工艺装备。在高速发展中，注射模又将其它成型模具的优点吸纳、融合和发展，形成了更加完善，更加优越也更加先进的一种新的成型技术。比如将压缩模的特点和先进之处融入注射模中，与注射型模的优点和温流道注射模优点结合起来，从而发展成为注射、压缩模和温流道注射、压缩模，使其制品的内在质量和成型精度大大提高，应用范围也因此而更加广泛。1.4 注塑模具简介随着塑料工业的飞速发展和通用塑料与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的应用
14、范围也在不断地扩大，如；家用电器、仪器仪表、建筑器材、汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。由于在工业产品中，一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金届结构件，加上利用工程塑料特有的性质，可以一次成型非常复杂的形状，并且还能设计成卡装结构，成倍地减少整个产品中的各种紧固件，大大地降低了金届材料消耗量和加工及装配工时，因此，近年来工业产品塑料化的趋势不断上升。注塑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尖莫及的。由于注塑成型加工不仅产量多，而且适用于多种原料，能够成批、连续地生产，并且具有固定的尺寸
15、，可以实现生产自动化、高速化，因此具有极高的经济效益。作为注塑成型加工的主要工具之一注塑模具，在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效宰等方面水平高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代，同时也决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。与其它机械行业相比，模具制造业主要有以下三个持点：第一，模具不能像其它机械那样可作为基本定型的商品随时都可以在机电市场上买到。这是因为每副模具都是针对特定塑料制品的规格而生产的，由于塑料制品的形状、尺寸各异，差距甚大，其模具结构也是大相径庭，所以模具制造不可能形成批量生产。换句话说，模具是单件生产的，其寿命越长，重复加工的可能性越小。因此，模具的制造成本较高。第二，因为注塑模具是为产品中的塑料制品面订制的，作为产品，除质量、价格等因素之外，很重要的一点就是需要尽快地投放市场，所以对于为塑料制品而特殊订制的模具来说，其制造周期一定要短。第三，模具制造是一项技术性很强的工作，其加工过程集中了机械制造中先进技术的部分精华与钳工技术的手工技巧，因此要求模具工人具有较高的文化技术水平，特别是对于企业来说要求培养“全能工人”(即多面手)，使其适应多工种的要求，这种技术工人对模具单件生产方式组织均衡生产是非常重要的。综上所述，模具制造
