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1、前前 言言塑料模具的发展对于一个国家的发展至关重要，模具的应用深入到各行各 业，与人民的生活也息息相关。模具的发展就是社会经济的发展，就是一个国 家的发展。1、谁需要模具?汽车、摩托车业是国民经济五大支柱产业之，占全国总模具量的 22%。汽车换型时约有 80%的模具需要更换，一个车型需模具 4000 多套，价值 可达 2 亿至 3 亿元。每一型号的摩托车将近千副模具，价值千万元。此外，一 台电冰箱需用 400 万元模具;一台全自动洗衣机需 3 千万元模具;单台彩电共需 模具 700 万元。还有别的行业每年也需要大量的模具。2、模具的作用模具技术水平的高低，是衡量制造业水平高低的重要标志。在日本
2、，模具 被称为“进入富裕社会的原动力”;在德国，模具则被称为“金属加工业中的帝 王”。在中国模具一直被称为“百业之母|”。模具所形成的最终商品的产值是模具自身产值的上百倍。用模具生产制件 所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加 工制造方法所不能比拟的。因而，模具又被称为“效益放大器”。有人还把模 具比作“印钞机”。3、模具制造业规模据国际模协秘书长罗百辉介绍，近年来中国模具每年增长 20%左右。现在 行业内有 3 万家模具企业，从业人数 200 多万。年产销值 1140 亿元。预测到 2015 年中国模具制造业产值将超过 2500 亿元。以上所说的都是指专业模具厂
3、，如果再包括使用模具的工厂，这个数字就 有扩大许多。所以说我们所对应的模具行业是一个庞然大物。4、模具关联行业人才需求模具制造业在中国是新兴行业，作为一个行业来发展，仅仅有 20 多年的历 史，正处于青春期。由于历史短，还没有培养出坚实可靠的模具技术人才队伍。 从业人员中不知所以然者有之，知识和技术落后但必须一个萝卜顶一个坑者有 之，水平不高但被挖来挖去者更是不计其数。水平高的人才非常抢手，不仅仅 是技术人才，管理和技术销售人才也同样严重缺乏。人才短缺是人人都在喊的 口头禅。国际模协秘书长罗百辉表示，模具制造只是模具关联行业的一部分，另外 还有远远大于模具制造业的使用模具进行制品加工的相关联制
4、品加工业。综合 两者，整个行业从业人员超过千万。整个模具相关联行业都面临同样的人才问 题。估计现有技术类人员缺口有 80 万人。虽然模具人才的培养已经受到重视，但是人才短缺的现象还会延续至少 10 年。造成此延迟的主要原因：行业的膨胀速度在 20%左右，人才短缺问题还在继续恶化。人才培养不仅仅是读书，而必须有足够的实践学习，一般周期在 5 年左右。层次高的人才短缺问题将延续更久，因为这类的人才成长期更长，培养难 度更大，淘汰率又高。5、中国模具行业前景近年来中国模具制造业每年增长 20%左右。这是一个什么概念?4 年的光景， 模具产值就翻一番。一个学制 4 年的学生，毕业时模具产值已经是入学时
5、的两 倍。一个刚刚进入模具岗位的技工，他刻苦专研快速进步，4 年后成为一名名 副其实的人才时，用人市场扩大了一倍!模具行业的职业生涯是多么令追求上进 的人羡慕啊!随着世界制造业转移趋势的继续，中国的世界制造中心地位越来越稳固。 制造业的规模越来越大、层次越来越高。6、水泥预制专用模具的兴起水泥预制专用模具的兴起，也是整个水泥混凝土钢结构行业的进步。据国 际模协秘书长罗百辉介绍，模具在各行各业称是百业之母，水泥制品预制塑料 模具在整个行业内年产值也赶超过亿。一： 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计1.1：成型塑料制件结构工艺性分析塑料制件主要根据使用要求进行设计,除考虑充分发挥所用塑料的性能特点
6、外,还应考虑塑件的结构工艺性,塑件结构工艺性的主要内容包括塑件的尺寸和精度,表面粗糙度,形状,壁厚,斜度,加强筋,支撑面,圆角,孔,螺纹,嵌件,铰链,标记,符号和文字等.根据所给零件的结构,本设计从一下几方面对其分析:图 1-1 塑件图（1）尺寸精度分析该产品的尺寸未注公差,参考塑料成型工艺及模具设计其精度一律按SJ1372-78.8 级。考虑到配合问题，该产品精度要求最高的尺寸为内壁。一般模具的精度要比塑件的精度高 23 级,所以取模具精度为 MT5。所有尺寸均为自由尺寸，可按 MT5 查取公差，其主要尺寸公差标注如下表1-1（单位 mm） 表 1-1 尺寸公差精度尺寸类型原始尺寸转换尺寸备
7、注1438. 0014324. 0031028. 0010型腔深度525. 005350 56. 035外形尺寸280 5 . 028内形尺寸3056. 0034215. 002孔尺寸3.522. 005 . 3MT5孔心距尺寸1014. 010GB/T14486-1993（2）塑件壁厚塑件壁厚的设计与塑料原料的性能、塑件结构、成型条件、塑件的质量及起使用要求都有密切的联系。壁厚过小，会造成充填阻力增大，特别对于大型件、复杂制件将难于成型。塑件的厚度的最小尺寸应满足一下要求：满足塑件结构和使用性能要求下取小壁厚 能承受推出机构等的冲击和振动 制品连接紧固处、嵌件埋入处等具有足够的厚度 保证贮存
8、、搬运过程中强度所需的壁厚 满足成型时熔体充模所需的壁厚。塑料制件规定有最小壁厚值，表 1-2 为热塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推荐值。 （单位 mm）表 1-2 热塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推荐值（3）脱模斜度当塑件成型后因塑料收缩而包紧型芯，若塑件外形较复杂时，塑件的多个面与型芯紧贴，从而脱模阻力较大。为防止脱模时塑件的表面被檫伤和推顶变形，需设脱模斜度。一般来说，塑件高度在 25mm 以下者可不考虑脱模斜度。但是，如果塑件结构复杂，即使脱模高度仅几毫米，也必须认真设计脱模斜度。斜度作用： 便于塑件脱模，防止脱模时擦伤塑件，须在塑件内外表面脱模方向上留有足够的斜度，在模具上称为脱模斜度。脱模
9、斜度选取:取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率，一般取30130。塑件脱模斜度的选取应遵循一下原则：（1） 塑料的收缩率大，壁厚，斜度应取偏大值，反之取偏小值。（2） 塑件结构比较复杂，脱模阻力就比较大，应选用较大的脱模斜度。（3） 当塑件高度不大（一般小于 2mm）时，可以不设斜度；对型芯长或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常为了便于脱模，在满足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可将斜度值取大些。（4） 一般情况下，塑件外表面的斜度取值可比内表面的小些，有时也根据塑件的预留位置（留于凹模或凸模上）来确定制件内外表面的斜度。（5） 热固性塑料的收缩率一般较热塑性塑料的小一些，故脱模斜度也相应取小
10、一些。一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。表 1-3 为常用塑料的脱模斜度。 表 1-3 常用塑料的脱模斜度（4）表面粗糙度塑料制件的表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等痴点外，主要取决于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低 12 级，塑料制件的表面粗糙度 Ra 值一般为 1.60.2um，在模具使用中，由于型腔磨损而使表面粗糙度值不断加大，应随时给以抛光复原。非配合表面和隐蔽面可取较大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。此外，塑件的表面粗糙度与塑料的品种有关。一般，型腔表面粗糙度要求达到 0.20
11、.4mm。（5）塑件的结构工艺性 从模具总体结构考虑，塑件为骨架主体需设置侧向抽芯机构。增加刚性，减小变形的结构分析：多数塑料的弹性模量和强度较低,受力时易变形甚至破坏.可采用加强筋来提高塑料制品的强度和刚度.因此在此采用加强筋增加刚度和强度.圆角设计: 在塑件设计过程中，为了避免应力集中，提高塑件强度，改善塑件的流动情况及便于脱模，在塑件的各面或内部连接处，应采用圆弧过渡。尤其对增强塑料更有利于填充型腔。另外，塑件上的圆角对于模具制造和机械加工及提高模具强度，也是不可少的。在塑件结构上无特殊要求时，塑件的各连接处均应有半径不小于 0.5-1mm 的圆角。1.2:塑件三维 UG 建模及分析1.
12、2.1：UG 建模塑件侧面 塑件底部 塑件顶部 （2）塑件的质量及体积由图测量计算可得：塑件的体积：V= 5281.5753mmM=5.2811.2=6.34g1.2.2 确定成型工艺参数塑件模塑成型工艺参数的确定。查附表得出工艺参数见下表，试模时可根据实际情况作适当调整。表 1-4 塑件模塑成型工艺参数注射时间05预热和干燥不需预热和干燥保压时间1560聚碳酸酯料筒温度 /后段160170成型时间/s冷却时间1550中段200220总周期40120前段180200螺杆转速 /(rmin)13060喷嘴温度/170190方法红外线灯模具温度/ 4080温度/ 鼓风烘箱6070注射压力 /MPa
13、70120后处理时间/h8121.2.3 初步选择注塑机规格如下：注塑机规格：XS-ZY-30表 1-5 XS-ZY-30 型注塑机的主要参数注塑机型号XS-ZY-30额定注射量/ cm330螺杆（柱塞）直径/ mm28注射压力/ Mpa119注射行程/ mm130注射方式螺杆式锁模力/ KN250最大成型面积/ 2cm90最大开合模行程/ mm300模具最大厚度/ mm300模具最小厚度/ mm200喷嘴圆弧半径/ mm12喷嘴孔直径/ mm4 顶出形式两侧设有顶杆，机械顶出动、定模固定板尺寸/ mm250X250拉杆空间/ mm250X150 合模方式液压-机械流量/ L/min100、1
14、2 液压泵 压力/ Mpa6.5电动机功率/ KW11加热功率/ KW5 机器外形尺寸/ mm3340X750X1550二：模具的基本结构2.1 确定成型的方法：塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具浇注系统进入模具型腔，其过程可分为充模、保压、冷却定型、脱模。在脱模后我们还需对制件进行适当的退火和调湿处理改善产品的性能和尺寸的稳定性。2.2 型腔数目的确定及型腔的排列型腔数必需同时满足：注塑机最大注塑质量、注塑机的塑化能力、锁模力和模板尺寸2.2.1：根据注塑机最大注塑质量求型腔数聚碳酸酯实际注塑量：（注入模具时由于流动阻力增加，加大somm%85了沿螺杆逆流量，再考虑安全系
15、数取为机器最大注塑能力的 85） 。型腔数量计算： (3-2)qmn：1 个塑件与均分到的浇注系统的质量质量之和，当不到 1 时则应改qn用较大的机器代入数据计算结果得：30/9.2685%=2.75n取2n2.2.2：确定分型面塑料在模具型腔内凝固而形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模量大部分。动模和定模相接触的面成为分型面。根据教材塑料成型工艺与模具设计中选择分型面的原则 1 中得分型面应选在塑件外形最大轮廓处得本塑件的分型面应取在该塑件的最顶面如图 2-1 所示：袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃
16、莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂
