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1、河南机电高等专科学校毕业设计说明书1绪论1.1我国塑料模具工业的发展现状塑料模是塑料制品生产的基础之深刻含义，正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其成型设备确定之后，影响塑件质量及生产效益的因素，模具约占80%，大型塑料膜的设计技术与制造水平，标志着一个国家工业化的发展程度。近年来，我国塑料制造水平已有较大提高。大型塑料模具已能生产单套重量达到50t以上的注射模，精密塑料模具的精度已达到2m，制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模；高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色
2、共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。在生产手段上，模具企业设备数控化率已有较大提高，CAD/CAE/CAM技术的应用面已大为扩展，高速加工挤RP/RT等先进技术的采用也越来越多，模具标准件使用覆盖率挤模具商品化率都已有较大幅度的提高，热流道模具的比例也有较大提高。另外，三资企业的蓬勃发展进一步促进了塑料模具设计制造水平及企业管理水平的提高，有些企业已实现信息化管理和全数字化无图纸制造。中国塑料模具无论是在数量上还是在质量、技术和能力等方面都有了很大的进步，但与国民经济发展的需求和世界先进水平先比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进
3、口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。1.2我国塑料模具工业和今后的主要发展方向经过近几年的发展，塑料模具的开发、创新和企业管理等方面已显出一些新的发展趋势，现综合如下：（1）在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将交货周期放在首位，要求模具公司尽快交货，这已成为一种趋势。（2）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，甚至在尚无明确用户对象之前进行开发（这需要有较大把握和敢冒一定风险的情况下进行），变被动为主动。目前，电视机和显示器外壳、空调器外壳、摩
4、托车塑件等已采用这种方法，手机和电话机模具也开始尝试。青岛海尔磨具公司等企业的“你给我一个概念，我还你一个产品”的一站式服务模式以及浙江陶氏模具集团有限公司等主动开发的办法已被越来越多的企业所接受，这也是今后的一中发展趋势。（3）随着模具企业设计和加工水平的提高，模具的制造正在从过去主要依靠钳工的技艺而转变为主要依靠技术。在某种意义上说：“模具是一种工艺品”的概念已逐渐被“模具是一种高新技术工业产品”所代替，模具“上下模单配成套”的概念正在被“只装不配”的概念所代替。模具正从长期主要依靠技艺而变为今后主要依靠技术。这不仅是一种生产手段的转变，更重要的是也是一种生产方式的转变和观念的上升。（4）
5、模具企业及模具生产正在向信息化发展。21世纪，信息越来越多，信息技术越来越先进发达，信息也与人们的生产和生活休戚相关。在信息社会中，作为一个高水平的现代模具企业，单单只是CAD/CAM的应用已远远不够。目前许多企业已采用CAE、CAT、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等先进制造技术和虚拟网络技术等都是信息化的变现。向信息化方向发展这一趋势已被行业所共识。（5）随着人类社会的不断进步，模具必然会向着更广泛的领域和更高水平发展。现在，能把握机遇，开拓市场，不断发现新的增长点的模具企业和能生产高技术含量的模具企业的生产任务充足，利润水平和职工收入都很高。（6）发达工业国家的模
6、具正加速向我国转移，其表现形式为：一是迁厂，二是投资，三是采购，近年来这一趋向更加明显。我国的模具企业应抓住机遇，借用并学习外国的先进的技术，加快自己的发展步伐。1.3我国塑料模具行业的主要问题我国塑料模具行业和国外先进水平相比，主要存在以下几个方面的问题：（1）发展不平衡，产品总体水平较低。包括生产方式和企业管理在内的总体水平与国外工业发达国家相比尚有十年以上的差距。（2）工艺装备落后，组织协调能力差。虽然部分企业经过近几年的技术改造，工艺装备水平已经比较先进，有些三资企业的装备水平也并不比发达国家差，但总体而言，工艺装备仍比较落后。更主要的是企业组织协调能力差，难以融合或调动社会资源为我所
7、用，从而就难以承接比较大的项目。（3）大多数企业开发能力弱，创新能力明显不足。（4）供需矛盾一时还难以解决。国产塑料模具的国内市场满足率一直不足，其中大型、精密、长寿命模具满足率更低。（5）体制和人才问题的解决。在社会主义市场经济中，竞争性行业，特别是像模具这样依赖于特殊用户，需单件生产的行业，国有和集体企业原有的体制和经营机制已显得越来越不适应，人才的数量和素质也更不上行业的快速发展。虽然各地都在努力解决这两个问题，但要得到较好的解决尚需时日。（6）原材料、能源、人才等成本持续上升，而模具价格却持续下降，模具企业总体利润不断下滑。为了发展，模具企业必须从以前的经验性和模仿型设计向自主创新设计
8、方向发展，积极采用高新技术已成为一种趋势。1.4塑料模具的发展展望随着塑料模具市场的发展，塑料新材料及多样化成型方式必然会不断发展，对模具的要求也一定会越来越高。为了满足市场的需要，未来的塑料模具无论是品种、结构、性能还是加工都必将有较快的发展，而且这种发展必须跟上时代步伐。展望未来，下列几方面发展趋势预计会在行业中得到较快的应用和推广。当然，这是需要开拓、创新和付出艰苦努力的。（1）超大型、超精密、长寿命、高效模具将得到发展。（2）多样材质、多种颜色、多层多腔、多种成型方法一体化的模具将得到发展。（3）各种快速经济模具，特别是与快速成型技术相结合的RP/RT技术将得到快速发展。（4）模具设计
9、、加工及各种管理将向数字化、信息化方向发展，CAD/CAE/CAM/CAPP及PDM/PLM/ERP等将向智能化、集成化和网络化方向发展。（5）更加高速、更加高精密、更加智能化的各种模具加工设备将进一步得到发展和推广应用。（6）更高性能及满足特殊用途的模具新材料将会不断发展，随之而来也会产生一些特殊的和更为先进的加工方法。（7）各种模具型腔表面处理技术，如涂覆、修补、研磨和抛光等新工艺将不断得到提高。（8）逆向工程、并向工程、复合加工乃至虚拟技术将进一步得到发展。（9）热流道技术将会迅速发展，气辅和其他注射成型工艺及模具也将会有所发展。（10）模具标准化程度将不断提高。（11）“绿色模具”的概
10、念将日益被重视。今后的模具，从设计结构、原材料选用、制造工艺、模具修复、报废以及模具的回收利用等方面，都将越来越考虑其节约资源、重复利用、利于环保以及可持续发展这一趋势。广大模具企业在科学发展观指导下，将进一步搞好科技进步与创新，坚持走新型工业化道路，将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益型的轨道上来，模具工业必将得到又好又快的发展。2模塑工艺规程的编制2.1 塑件的工艺性分析塑件如图1所示。图1 塑件原始资料（见上图）材料：ABS数量：大批量生产技术要求：无特别技术要求（1）塑件材料特性塑料品种：ABS，是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的共聚物，原料易得，价格低廉，是目前产量最大、应用最广的
11、工程塑料之一。ABS无毒无味，为呈微黄色或白色不透明颗料，成型的塑件有较好的光泽密度为1.021.05g/cm21）ABS的干燥：ABS塑料的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前进行充分的干燥和预热不但能消除水分造成的制件表面烟花状泡带、银丝，而且还有助于塑料的塑化，减少塑件表面色斑和云纹。ABS塑料要控制水分在0.13%以下。注塑前的干燥条件是：冬季在7880以下，干燥23h，夏季雨水天在8090以下，干燥48h，如制件要达到特别的光泽或制件本身比较复杂，干燥时间更长，达816h。最好将机台的料斗改装成热风料斗干燥器，以免干燥好的ABS再度吸湿，但这类料斗要加强湿度监控，在生产偶尔中断时，防
12、止料的过热。2) 注射温度：ABS塑料射温度与粘度的关系有别于其他无定型塑料，在熔化过程温度升高时，其熔融实际上降低很小，但一旦达到塑化温度(适宜加工的温度范围，如220250 )，如果继续盲目升温，必将导致耐热性不太高的ABS 的热降解反而使熔融粘度增大，注塑更困难，制件的机械性能也下降了。所以，ABS 的注射温度虽然比聚苯乙烯等塑料的更要高，但不能像后者那样有较宽松的升温范围。某些温控不良的注塑机，当生产ABS 制件到一定数量时，往往或多或少地在制件上发现嵌有黄色或褐色的焦化粒，而且很难利用加新料对空注射等办法将其清除排出。究其原因，是ABS 塑料含有丁二烯成分，当某塑料颗粒在较高的温度下
13、牢牢地粘附在螺槽中一些不易冲刷的表面上，受到长时间的高温作用时，造成降解和碳化。既然偏高温操作对ABS 可能带来问题，故有必要对料筒各段炉温进行限制。当然，不同类型和构成的ABS 的适用炉温也不同。如柱塞式机，炉温维持在180230 ；螺杆机，炉温维持在160220 。特别值得提出的是，由于ABS的加工温度较高，对各种工艺因素的变化是敏感的。所以料筒前端和喷嘴部分的温度控制十分重要。实践证明，这两部分的任何微小变化都将在制件上反映出来。温度变化越大，将会带来熔接缝、光泽不佳、飞边、粘模、变色等缺陷。3) 注射压力：ABS 熔融件的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，所以在注射时采用较高的注射压力。
14、当然并非所有ABS 制件都要施用高压，对小型、构造简单、厚度大的制件可以用较低的注射压力。注制过程中，浇口封闭瞬间型腔内的压力大小往往决定了制件的表面质量及银丝状缺陷的程度。压力过小，塑料收缩大，与型腔表面脱离接触的机会大，制件表面雾化。压力过大，塑料与型腔表面摩擦作用强烈，容易造粘模。4) 注射速度：ABS 料采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时，塑料易烧焦或分解析出气化物，从而在制件上出现熔接缝、光泽差及浇口附近塑料发红等缺陷。但在生产薄壁及复杂制件时，还是要保证有足够高的注射速度，否则难以充满。5) 模具温度：ABS 的成型温度相对较高，模具温度也相对较高。一般调节模温为7585
15、，当生产具有较大投影面积制件时，定模温度要求7080 ，动模温度要求5060 。在注射较大的、构形复杂的、薄壁的制件时，应考虑专门对模具加热。为了缩短生产周期，维持模具温度的相对稳定，在制件取出后， 可采用冷水浴、热水浴或其他机械定型法来补偿原来在型腔内冷固定型的时间。6) 料量控制：一般注塑机注ABS 塑料时，其每次注射量仅达标准注射量的75 %。为了提高制件质量及尺寸稳定，表面光泽、色调的均匀，要求注射量为标定注射量的50 %为宜。（2）结论1）无定形料，流动性中等,吸湿大,必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度，小时2）宜取高料温，模温,但料温过高易分解(分解温度为
16、270度)。精度较高的塑件，温宜取50-60度，高光泽。热塑件，温宜取60-80度。3）如需解决夹水纹，提高材料的流动性，取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。4）如成形耐热级或阻燃级材料，产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。2.2计算塑件的体积计算塑件的质量是为了选用注塑机类型。计算一个塑件的体积：V塑件=V1+V2+V3+V4=（362-142）2.5+（192+142）12.5+1/3(292-242)-(192-142)5+（292-242）15 =8635+6476.5+523.33+12481.5=28116mm3=28.1cm3因为设计要求一模四件，所以：
