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1、QQQQ：2 2296026828296026828 1 第一章第一章 引言引言 1 11 1 课题的意义课题的意义 模具工业是高新技术产业化的重要领域。例如，在电子产品生产中，制造集成电路 的引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模；计算机的机壳、接插件和许多元 器件的制造中的精密塑料模具和精密冲压模具等等，都是产品生产不可或缺的工具装 备。精密模具已使模具行业成为一个与高新技术产品互为依托的产业。 现代模具工业又是技术密集型和资金密集型、 高投入的装备型产业， 是加工装备产 业的一个组成部分。由于模具产品的高技术特性，模具企业只有采用精密装备才能保证 其工艺要求。用模具生产制件所表现出
2、来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率 和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。中国消费结构和产业结构的加快升级， 必将对先进模具制造技术和先进生产装备提出更高的要求。模具企业新增投资中加工设 备的投入要占 80%。 模具标准件在缩短模具制造周期、提高质量和降低成本等方面有十分显著的作用。 国内模具标准化程度正在不断提高, 估计目前模具标准件使用覆盖率已达到 30 %左右, 国外发达国家一般为 80 %左右。 为了适应模具工业发展, 模具标准化工作必须进一步加 强, 模具标准化程度要进一步提高 模具工业的发展趋势 目前, 中国经济的持续高速发展为模具工业的发展提供了广阔的空间。为了适应用
3、户对 模具制造的短期交货、高精度、低成本的迫切要求, 模具产品必然会有如下发展趋势: (1) 模具日趋大型化 一方面是由于用模具成形的零件日趋大型化,腔(现在有的已达一模几百腔) 的结果。例 如: 自动扶梯整体梯压铸模外形尺寸达 1850mm l310mm l250mm , 重量达 22t 。 (2) 模具的精度越来越高 现在模具的制造精度已达 23m , 不久 lm 精度的模具也将上市。随着零件微型化及 精度要求的提高, 有些模具加工精度的要求会在 lm 以内,这就要求发展超精加工。 (3) 多功能复合模具将进一步发展 新型多功能复合模具是在多工位级进模的基础上开发出来的。一副多功能模具除了
4、冲压 成形零件外, 还担负着叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务。这种多功能模具生产出来 的不再是单个零件,而是成批的组件。如触头与支座的组件、各种微小电机、电器及仪表 的铁芯组件等等。 造技术、专用的机床设备，更重要的是生产技术的管理等。21世纪模具行业的基本 特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求的目标是提高产品的质量及生产效 QQQQ：2 2296026828296026828 2 率，缩短设计及制造周期，降低生产成本，最大限度地提高模具行业的应变能力，满足 用户需要。 中国塑料模具工业从起步到现在，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 4
5、8“ （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/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 方面做出了贡献。 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
6、，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模 具行业还应在以下几个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/CAE 技术；模具 CAD/CAM/CAE 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/CAE 技术是模具设计制造的发展方向，可显 著地提
7、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。 QQQQ：2 2296026828296026828 3 第二章第二章 拟定模具结构形式拟定模具结构形式 2.12.1 产品模型与简介产品模型与简介 (1)(1)名称：塑料支架 (2)(2)制件的二维图 (3)(3)制件的三维图 (4)(4)材料： 塑件材料采用 ABS， ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚物三种化学单位 合成，每种单体都有不同特性；丙烯腈有高强
8、度，热稳定性及化学稳定性；丁二 烯具有坚韧性，抗冲击特性；苯乙烯具有易加工，高光洁及高强度。从形态上看， ABS 是非结晶性材料。 三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物， 一个是苯乙 烯丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯胶分散相。这就决定了 ABS 材料的耐高 温性、抗冲击性及易加工性等多种特性。ABS 的流动性中等，较易成形，收缩率为 0.4%0.7%，取平均值 0.55%，变化范围大，吸湿性强，成形前必须充燥。特别对 于表面要求光泽的塑件要经过长时间的预热干燥。 ABS 的表观黏度对剪切速率的依 赖性强。ABS 的比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成形周期短。 ABS成形条件： 注射成型
9、机类型 适用于螺杆式和柱塞式 计算收缩率 0.5%0.7%（取用0.6%） 预热温度 8085 预热时间 23小时 QQQQ：2 2296026828296026828 4 料筒温度后段 150170 中段 165180 前段 180200 喷嘴温度 170180 模具温度 5080 但侧脱模温度（最小值） 型腔401 20 型芯35l 注射压力 60100 MPa 成形时间注射时间 2090 sec 高压时间 05 sec 冷却时间 20120 sec 总周期 50220 sec 后处理方法 红外线灯、烘箱 温度 70 时间 0.31 h 原材料预干燥0.5小时以上 说明：该成形条件为加工通
10、用级ABS料时使用。 ABS一般物理特性 密度 1.021.07 g/cm 3（计算值：1.05 g/cm 3） 流动性 中等 溢边料 0.04mm左右 吸水率（24小时长周期） 0.20.4% 熔点（粘统温度） 130160 熔融指数(200 C 负荷50N 喷嘴2.09) 0.410.82 g/l0min 维卡针入度 71122 马丁耐度 90108 45 83103 180 比热容 1470 J/(Kg*K) 屈服强度 50 MPa 抗拉强度 38 MPa 断裂伸长率 35% 拉伸弹性模量 1.8 GPa 抗弯强度 80 MPa 弯曲弹性模量 1.4 GPa 抗压强度 53 MPa QQ
11、QQ：2 2296026828296026828 5 冲击韧度 24 Mpa 冲击韧度（无缺口） 261 KJ/m2 （缺口） 11 KJ/m2 布氏硬度HB 9.7 R121 2.2 2.2 塑件精度及表面质量塑件精度及表面质量 塑件对表面的精度要求较高，根据经验，ABS 可取一般精度为 3 级精度，表面要光 滑。因此在设计模具时应加以考虑。 2.3 2.3 塑件的形状塑件的形状 壁厚壁厚 从图可知，塑件形状为一壳类塑件，其壁厚均匀，但是形状比较复杂，且需要双 面抽芯加斜顶机构，给模具设计制造和加工成形工艺的确定都带来了不小的麻烦。 2.4 2.4 确定型腔数量及排列方式确定型腔数量及排列方
12、式 型腔的数量是由厂方给定，为“一出二”即一模二腔，他们已考虑了本产品的生产 批量（大批量生产）和自己的注射机型号。因此我们设计的模具为多型腔的模具。 考虑到模具成型零件和抽芯结构以及出模方式的设计，模具的型腔排列方式如下图 所示： 图 (1) QQQQ：2 2296026828296026828 6 模具结构形式的确定由于塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般，且装配精度要 求高，因此我们设计的模具采用多型腔多分型面。根据本塑件电动机绝缘胶架的结构， 模具将会采用三板模具结构。 第三章第三章 注射机型号的确定注射机型号的确定 7 第三章第三章 注射机型号的确注射机型号的确定定 一般工厂的塑胶部
13、都拥有从小到大各种型号的注射机。中等型号的占大部分，小型 和大型的只占一小部分。所以我们不必过多的考虑注射机型号。具体到这套模具，厂方 提供的注射机型号和规格以及各参数如下： 注射装置： 结构形式 卧式 螺杆直径 30mm 螺杆转速 0200 r/min 理论注射容量 60 cm3 注射压力 180 MPa 注射速率 70 g/s 塑化能力 35 kg/h 锁模装置： 锁模力 400 KN 拉杆内间距（HXV)mm 200x300 模板行程 250mm 模具最小厚度 140mm 模具最大厚度 250mm 定位孔直径 80 mm 定位孔深度 10 nun 喷嘴球半径 SR10 喷嘴伸出量 20m
14、m 顶出行程 70mm 顶出力 12KN 锁模形式 双曲肘 电气： 油泵电机功率 11 kw 加热功率 4.7 kw 其它： 机器重量 3t 外形尺寸（L*W*H）m 4.0*1.4*1.6 注射量：95g 第三章第三章 注射机型号的确定注射机型号的确定 8 锁模力：12 模板大小：400550 第四章第四章 分行面位置的确定分行面位置的确定 9 第四章第四章 分型面位置的确定分型面位置的确定 如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型 位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的 制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分
15、型面时应综合分析比较，从几 种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则： 1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 2) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。 3) 保证塑件的精度要求。 4) 满足塑件的外观质量要求。 5) 便于模具加工制造。 6) 对成型面积的影响。 7) 对排气效果的影响。 8) 对侧向抽芯的影响。 第五章第五章 浇注系统形式和浇口的设计浇注系统形式和浇口的设计 10 第五章第五章 浇注系统形式和浇口的设计浇注系统形式和浇口的设计 5.15.1 主流道设计主流道设计 5.1.15.1.1 主流道尺寸主流道尺寸 主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通 道。主流道小端尺寸为 2.5-3.5mm。 5.1.25.1.
