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1、1 绪论 1.1 课题研究的目的、意义及设计任务综合运用已经学过的理论知识和生产实际知识；培养分析和解决工程实际问题的能力；培养理论联系实际的正确设计思想。掌握简单模具设计的一般方法和步骤，为从事模具设计打下坚实的基础。运用和熟悉设计资料，了解有关的国家标准和规范。PDA外壳注塑模具计算机辅助设计模具设计是通过应用PRO/E三维设计软件结合专业知识完成一付完整塑料模具设计。通过该设计题目，使我们在塑件结构工艺分析、塑件成型工艺分析、模具总体结构方案论证与设计，模具零件结构设计与计算、编写技术文件、查阅文献和三维设计软件应用能力方面受到一次综合训练。设计任务：运用Pro/E软件进行模具设计，要求
2、绘制出模具总装配图、注塑件零件图，设计说明书一份，字数不少于2万字，有关专业内容译文一份，字数不少于5000字。 设计PDA塑料件的模具。对塑料模具的要求是：能生产出尺寸精度、外观、物理性能等各方面均能满足使用要求的优质制品。从模具使用的角度，要求高效率，尽量自动化，操作方便；从模具制造的角度，要求结构合理，制造容易，成本低廉。1.2 塑料的特性与用途 塑料是以有机高分子化合物为基础,加入若干其他材料如填料、增塑剂、稳定剂、着色剂(添加剂)等在一定温度压力和时间下制成的固体材料。塑料同金属材料和陶瓷材料一起，成为当今三大类主要结构材料。 塑料的组成：树脂，和各种添加剂。 按热加工性能，分为热塑
3、性塑料和热固性塑料。 塑料的主要组成物是树脂。树脂是高分子化合物的聚合物。高分子化合物的特性及其聚集态决定了树脂的性质。树脂的性质在很大程度上决定了塑料的性质。 但单纯树脂不能成为理想的结构材料，必须加入若干种添加剂才能获得满意的使用性能和工艺性能,成为理想的结构材料。有时添加剂还显示十分重要的作用，甚至不可缺少。 密度（单位体积的质量）小，重量轻 一般塑料的密度只有铝的一半；铜的1/5；铅的1/8。至于说泡沫塑料，那就更轻了，只有水密度的1/301/50。这种优点不仅使塑料制品轻便好用，而且对用于制造车、船、航空等交通工具以及漂浮物品非常适合。多种优良的机械性能 通常所用的硬质塑料都有着较高
4、的强度和硬度等机械性能，特别是用玻璃纤维增强的制品，具有钢铁般的坚韧性能。有时用特定的塑料代替钢铁制成的机械零件（如轧钢机轴承）比钢铁零件的使用寿命还长。高分子材料的性能还可用不同的方法加以改进，以满足人们制作不同性能制品的需求。实际上，许多塑料能够用在传统材料不能使用的场合。例如，用于镶入眼内的隐形眼镜，只能用有机玻璃制造。这是因为有机玻璃具有柔韧性，而传统的无机玻璃没有这种性能。耐化学作用好 我们知道，普通金属因易被腐蚀生锈而造成很大的经济损失，而塑料一般都具有较好的抵抗弱酸、弱碱侵蚀的作用，甚至有的塑料，如聚四氟乙烯，连王水对它都不能侵犯。实际上，大多数塑料在常温下，对水和一般有机溶剂都
5、很稳定。因此，常用塑料作一般的容器或容器的内衬，以及作容器外表面的涂层。电绝缘、绝热、隔声的性能好 塑料由于有这些良好性能而大量用作电线包皮等绝缘材料。特别是泡沫塑料，广泛用作隔热、保温及隔声材料。正是由于塑料有如此众多的优良性能，因而在机械工业.电子工业.航空航天工业.汽车工业.化学工业.建筑工业.农牧渔业.钢铁工业.包装工业以及日用杂件等诸多领域，均获得广泛的应用。 塑料可以说已经与我们的生活密不可分，而且会有更广泛的应用。1.3 塑料模具在塑料成型加工中的地位模具是利用其特定的形状去成型具有一定形状合尺寸的制品的工具，在各种材料加工中广泛的使用着各种模具成型塑料制品的模具叫做塑料模具。对
6、塑料模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面均能满足要求的优质制品。以模具使用的角度，要求效率高、自动化程度高、操作简单：从模具的制造角度来看，要求结构合理、容易制造、成本低廉。模具工业是先进制造业中的一项基础产业，在国内外都有很大的发展。在我国近几年的发展更是迅速，在西方国家具有很重要的作用。如今，世界模具的发展甚至已经能超过了新兴的电子产业。1.4 我国模具的发展现状我国近几年来塑料模具发展很快，在国内模具工业产值中塑料模具所占的比例在不断的扩大，电视机、空调、洗衣机,等家用电器所需的塑料模具基本上可立足于国内生产。重量达1020吨的汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具已可
7、自行生产。在精度方面，塑料尺寸精度可达IT67级，型面的粗糟度达到Ra0.050.025um，塑料模使用寿命达100万次以上。在塑料模具的设计制造中，CAD/CAM技术得到了较快的普及，CAE软件已经在厂家应用。热流道技术得到广泛应用，气辅注射技术和高效多色注射技术也开始成功应用。80年代以来，中国模具工业发展十分迅速。国民经济的高速发展对模具工业的发展提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具工业一直一5%左右的增长速度快速发展。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三
8、分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占11%。改革开放以来,中国模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化。除了国有专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，都得到了快速发展，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。 如能广泛应用模具标准件，将会缩短模具设计制造周期2540，并可减少由于使用者自制模具件而造成的工时浪费。应用模具CADCAM技术设计模具已较为普遍，推广使用模具标准件，能够实现部分资源共享，这会大大减少模具设计的工作量和工作时间，对于发展CADCAM技术、提高模具的精密度有重要意义。以往的模具即使
9、只损坏了一个部件，也将无法使用。由于不是标准件，市场上很难有相应产品，要到生产厂家去更换部件，费时费力。而如果采用标准件，则可以很方便的维修、更换，这将大大提高模具的使用寿命。 现在，国内企业已认识到了模具标准化的重要性，目前有一定生产规模的模具标准件生产企业有100余家，主要产品有塑料模架、侧冲装置、推杆推管等，其中塑料模架已可生产较大型产品，为发展大型精密模具打下了基础虽然国内模具产业有了长足的发展，但与国外相比差距仍然很大。1.5 注射模的分类及典型结构 根据注射模各个零件所起的作用，可将其分为以下几个部分：（1） 成型零件部分 它是决定塑件内外表面几何形状和尺寸的零件，是模具的 重要组
10、成部分。（2） 合模导向零件 主要用于来保证动、定模合模或模具中其它零件之间的准确对合，以保证塑件形状和尺寸的精度，并避免损坏成型零部件。（3） 浇注系统 是指将塑料熔体有注射机喷嘴引向模具型腔的通道，它对熔体充模时的流动特性以及塑件的质量等有着重要的影响。浇注系统由主浇道、分浇道、浇口及冷料井组成。（4） 推出机构 指在开模过程中，将塑件及浇注系统凝料推出或拉出的装置。（5） 侧向分型抽芯机构 塑件带有侧凹或侧凸时，在开模推出塑件之前，必须把成型侧凹和侧凸的活动型芯从塑件中抽拔出去，实现这类功能的装置就是侧向分型抽芯机构。（6） 温度调节系统 为了满足注射工艺对模具温度的要求，需要在模具中设
11、置冷却或加热装置对模具进行温度调节。（7） 排气系统 在注射过程中必须将型腔内原有的空气和塑料本身释放出来的气体排出，以免它们造成成型缺陷。排气结构通常在分型面处开设排气槽，也可以利用推杆或型芯与模具的配合间隙来排气。（8） 支承零部件 这类零件在注射模中是用来安装固定或支承上述零部件的。注射模的分类方法很多，按加工塑料的品种可分为热塑性塑料注射模和热固性塑料注射模；按注射机类型可分为卧式、力式、角式注射模；按型腔数目可分为单型腔注射模和多型腔注射模；按其在注射机上的安装方式可分为移动式注射模（主要用于立式注射机上）和固定式注射模。通常是按注射模总体结构特征来分，所分类型及典型结构如下：（1）
12、 单分型面注射模 这种注射模只有一个分型面，因此称为单分型面注射模，也叫两板式注射模。（2） 双分型面注射模 它与单分型面注射模相比，增加了一个用于取浇注系统凝料或其它辅助功能的辅助分型面。这种注射模主要用于点浇口的注射模、侧向分型抽芯机构设在定模一侧的注射模以及因塑件结构特殊需要的顺序分型注射模中，它们的结构比较复杂。（3） 带有活动成型零件的注射模 由于塑件结构的特殊要求，如带有内侧凸、内侧凹或螺纹孔等塑件，需要在模具中设置活动的成型零件，也称活动镶件，以便分模时方便地取出塑件。（4） 侧向分型抽芯注射模 当塑件上带有侧孔或侧凹时，在模具中要设置由斜导柱或斜滑块等组成的侧向分型抽芯机构，是
13、侧型芯作横向运动。（5） 定模设推出机构的注射模 通常模具开模后，要求塑件留在有推出机构在动模一侧，但有时由于某些塑件的特殊要求或受形状限制，开模时将留在定模一侧或留在动、定模的可能性都有，为此，应在定模一侧设置推出机构。2 注塑成型设备的选择2.1 注塑成型设备的分类注射机的分类方法很多，常用的有以下几种：1 按注射机的规格大小分类 按注射机规格大小 可将注射机分为五类： 超小型 小型 中型 大型 超大型2 按注射机的外形结构特征分类 注射机外形特征对生产操作、生产效率和模具设计均有影响，按特征分类有以下几种类型：（1） 立式注射机 它的折射装置与和模装置的轴线重合，并且与机器安装底部垂直，
14、其优点是：占地面积小，模具装拆方便，安装嵌件和活动型芯简便可靠。其缺点是：塑件推出后常需用手取出，不能自动脱落，不易实现自动化操作，而且机身较高不够稳定，加料不太方便等。所以多用于注射量小于60立方毫米的多嵌件的塑件。（2） 卧式注射机 它的注射装置与合模装置轴线重合，并与机器安装底面平行。其优点是：机身低易于操作，且塑件推出后可自动坠落，便于自动化生产。其缺点是：模具的 装拆及塑件安放不方便没，且机器占地面积较大。卧式注射机的形式是注射中最普通、最主要的 一种，应用也最为广泛。（3） 直角式注射机 它的折射装置与合模装置的轴线互相垂直，且任何一方均可水平放置，则另一方呈铅直放置。其特点是具体
15、的结构形式兼顾卧式、立式注射机的某些优缺点，占地面积 介于前两种之间，适用于生产形状不对称的塑件、带螺纹的 塑件及使用侧浇口的模具。此外，还有旋转式注射机（旋转台上装有多副模具）、偏心式注射机等。3 按注射机的塑化方式分类 按注射机塑化方式（即塑化用的零件及工作原理）不同，主要分为柱塞式和螺杆式两大类注射机。2.2 初选注塑机该产品的材料为ABS，查塑料模具设计表A3得其密度为1.021.16g/cm3,取其密度为1.10 g/cm3。收缩率为0.40.7%，取其收缩率为0.006。使用Pro/E软件分析外壳的三维实体图，应用软件自动计算出图形的体积为V塑=21.596cm3, 结合塑件的体积，以及以后设置浇道冷料的考虑，初步确定一模四件，这样塑件的体积大约,外壳注塑件的总质量为Mz =4xV塑=4x1.10g/cm321.596cm3=90.72g估算浇注系统和产生的飞边的凝料质量为30g，可计算出浇注系统的体积为：V浇=M浇/=30g x1.10g/cm3=33 cm3故 V总= V塑+V浇=33cm3+85cm3=118cm3 M总=Mz+ M浇=30g+90.27g=120.27g因为实际的注射量最好为理论注射量的.但是又因为该件的截面尺寸较大，故选择XS-ZY-250其参数如图一次注射量/c
