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1、南昌航空大学学士学位论文目 录绪论11.塑件结构分析41.1塑件零件图41.1.1塑件三维零件图51.1.2 塑件技术要求71.2 塑件的工艺性分析71.2.1 塑件的材料性能71.2.2 塑件的尺寸精度81.2.3 塑件的表面质量81.2.4 塑件的结构工艺性81.2.5 塑件体积及质量估算81.2.6 综述82模具结构设计821 创建塑件三维模型1022 注塑模具结构的确定102.2.1 型腔数目的确定102.3 初步确定注射机的型号102.3.1 塑料零件的参数102.3.2 注塑机的选择及锁模力计算112.3.3 注射机有关参数校核123. 分型面的设计和浇注系统设计133.1 分型面
2、的设计133.1.1 分型面的选择133.1.2 分型面的设计制作143.2 浇注系统设计163.2.1 浇注系统设计原则163.2.2浇注系统设计164. 排气系统设计和侧滑块设计184.1 排气系统设计184.2 侧滑块的设计185. 成型零部件设计及计算205.1 成型零部件的结构设计205.2 成型零部件的工作尺寸计算235.2.1 型腔、型芯和中心距计算公式245.3成型零部件的刚度与强度计算255.3.1 成型零部件强度、刚度计算时需要考虑的问题255.3.2 整体式矩形型腔侧壁和底板厚度的计算266. 推出机构的设计和冷却系统设计276.1 推出机构的设计276.1.1 推杆的形
3、状27图6.1 直通式推杆286.1.2 推杆位置的选择原则如下4：286.2 冷却系统的设计296.2.1注射模具温度调节系统的重要性296.2.2 冷却水回路的布置297. 模架加载设计308 模具工作原理349 结论35参考文献36致谢374绪论 塑料是继钢铁、木材、水泥之后，当代新兴的第四大类工业材料。塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物，简称高聚物。塑料模是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。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
4、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。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。在塑料原材料转变为塑料制件的成型过程中，塑料原材料的选用、成型设备的选择、成型模具的设计与制造和成型工艺的制定等是塑料制件生产的四大环节，
5、而主要的环节集中在成型工艺的正确制订和塑料模具的设计这两个方面。随着我国加入WTO，我国模具工业的发展将面临新要机遇和挑战。利用模具成型零件的方法，是一种少切削、无切削、工序重合的生产方法。随着现代工业迅速发展，产品更新换代速度越来越快，而批量越来越小。各种产品在不断提高性能的同时，其产品的外形也变得越来越复杂。设计部门要最快的速度设计出产品和制造部门以最快的速度加工制造出该产品，只有运用先进的设计手段计算机辅助设计（简称CAD）和先进的制造手段计算机辅助制造（简称CAD，或者CAD/CAM）集成制造技术，譬如UG的注塑模设计。综观目前国内、外的模具工业的发展，计算机辅助模具设计技术是现代模具
6、设计技术中的重要组成部分，模具设计生产的重大技术革命1。在塑料模具方面，随着塑料模具CAD技术的发展，其重要性已逐渐被模具界所认识2。其中塑料注塑模（以下简称注塑摸）CAD技术的应用和发展尤为突出，在模具工业中形成了一枝独放的局面4 。 模具是现代工业生产中的重要工艺装备之一，模具工业是国民经济中重要的基础工业，模具设计与制造水平的高低是衡量一个国家综合制造能力的重要标志。工业发达国家对模具工业都极为重视，早在50年代开始就已使模具摆脱了产品更新换代的重要工艺装备，模具对工业的发展具有重要意义，从工业产值对比来看，经济发达国家的模具总产值早已超过了机床的总产值。如日本，1987年模具总产值为1
7、24亿美元，而其机床总产值为102亿美元；1991年前者为131亿美元，后者为120亿美元。在塑料模具中，由于注塑模具能够一次成型形状复杂、尺寸精确的制品，适用于高效率、大批量的自动化生产方式，使其在塑料模中的占用量超过了5%。 我国塑料模工业从起步到现在，经历半个多世纪，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英寸大屏幕彩电塑壳注塑模具、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：精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。 成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注塑模、锻件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方
8、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。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50-80%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Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本
9、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。发展趋势：(1)模具产品将向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方向发展；模具生产将朝着信息化、无图化、精细化、自动化方向发展；模具企
10、业将向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。(2)模具CADCAECAMPDM正向集成化、三维化、智能化、网络化和信息化方向发展。快捷高速的信息化时代将带领模具行业进入新时代。(3)模具的质量、周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将周期放在首位，要求模具尽快交货，因此模具生产周期将继续不断缩短。(4)大力提高开发能力，将开发工作尽量往前推，直至介入到模具用户的产品开发中去，甚至在尚无明确的用户对象之前进行开发(这需要在有较大把握和敢冒一定风险的情况下进行)，变被动为主动。以及“你给我一个概念，我还你一个产品”的一站式服务模式都已成为发展趋势。(5)随着模
11、具企业设计和加工水平的提高，过去以钳工为核心，大量依靠技艺的现象已有了很大变化。在某种意义上说：“模具是一种工艺品”的概念正在被“模具是一种高新技术工业产品”所替代，模具“上下模单配成套”的概念正在被“只装不配的概念所替代。模具正从长期以来主要依靠技艺而变为今后主要依靠技术。这不但是一种生产手段的改变，也是一种生产方式的改变，更是一种观念的改变。这一趋向使得模具标准化程度不断提高，模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促使整个模具工业水平不断提高。(6)高速加工、复合加工、精益生产、敏捷制造及新材料、新工艺、新技术将不断得到发展设计方案本论文是对放音机外壳进行模具设计说明。
12、通过对其二维CAD图纸进行结构分析然后通过UG来实现三维实体造型，再通过UG（Mold Wizard)的注射模向导进行模具设计。放音机外壳模具设计的步骤：（1） 根据放音机外壳的CAD图，以注塑模具的制造和工艺性为原则，运用UG三维建模。（2） 分析放音机外壳零件的结构工艺性及注塑工艺,并编写工艺，成型，脱模流程，回程等细则。（3） 放音机外壳开发过程中进行无纸化设计设计制造：A. 建模过程中运用UG软件为基础进行数字化三维设计，完成放音机外壳的建模；B. 模型设计完成后利用UG注塑模向导进行塑料放音机外壳模具的型芯，型腔分模面设计，选择材料和注塑机，进行模架、定位环、推杆等模具标准件的加载和
13、浇注系统、冷却系统的设计。C. 放音机外壳的模具设计完成后利用UG软件进行预装配。1、 模具设计中加载和设计的模型生成工程图数据，完成模具的总装配图，进行工程图的输出,修改和打印。2、 设计完成过程中，进行毕业论文的编写。模具设计实验所用到的软件和工具： UG、AUTOCAD 2007 各类办公软件等和测量工具。1. 塑件结构分析1.1塑件零件图塑件名称：放音机外壳，其二维结构如图1.1(a)和（b）所示。 （a）放音机外壳正面 （b）放音机外壳反面图1.1 放音机外壳二维结构图1.1.1塑件三维零件图利用UG软件进行塑件的三维实体造型（如图1.2(a)和（b）所示），对塑件有了更直观的掌握，
14、并进行塑料模设。南昌航空大学学士学位论文（a）放音机外壳三维实体正面（b）放音机外壳三维实体反面图1.2 放音机外壳三维实体1.1.2 塑件技术要求放音机外壳尺寸要求不是很高，主要是要保持基本尺寸稳定，未注公差等级按照MT4查取公差，塑件要求外观表面光泽、无杂色，无收缩痕迹，中批量生产。1.2 塑件的工艺性分析塑件的工艺性包括塑件的材料性能、塑件的尺寸精度、塑件的表面质量、塑件的结构工艺性和零件体积及质量估算，其具体分析如下：1.2.1 塑件的材料性能（1）使用性能：1）ABS外观为粒状或粉状，呈浅象牙色，不透明但成型的塑料件有较好的光泽。ABS相对密度为1.021.05g/cm3左右，吸水率
15、低。2）综合性能良好，冲击韧度170、力学强度较高，且在低温下也不迅速下降。耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化学性和电气性能良好。3）水、无机盐、碱、酸对ABS几乎无影响。4）尺寸稳定，易于成型和机械加工，与372有机玻璃的熔接性良好，经过调色可配成任何颜色，可做成双色成型塑件，表面可镀铬4。（2）成型特性及条件8：1）无定型塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。2）吸湿性强，含水量应小于0.3，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。3）流动性中等，溢边料0.04mm左右(流动性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好)。4）比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温(对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取
