目录1.绪论 (1)1.1课题背景与意义 (1)1.2塑料模具的发展与应用 (1)1.3课题设计概论 (3)2.塑料成型工艺分析 (4)2.1任务及要求 (4)2.2塑件原材料的成型特性分析 (5)2.3塑件的结构工艺性分析 (5)3.成型设备的初选 (6)3.1初选注射机 (6)3.2确定成型设备 (8)4.分型面的选择与浇注系统设计 (9)4.1确定型腔数目及其排列方式 (9)4.2分型面的设计 (9)4.3排气系统设计 (10)4.4浇注系统设计 (11)4.5冷却系统设计 (19)5.主要零部件的设计 (20)5.1成型零部件的结构设计 (20)5.2成型零部件的工作尺寸计算 (21)5.3成型零部件的强度与刚度计算 (24)5.4标准模架的选择 (30)5.5支撑零部件的设计 (30)6.推出机构的设计 (34)6.1推出机构的结构组成与分类 (34)2. 推出机构的确定 (36)3.推出力的计算 (36)7.侧向分型与抽芯机构 (38)7.1侧向分型与抽芯机构的分类及组成 (38)7.2.确定抽芯力与抽芯距 (40)7.3斜导柱侧向分型与抽芯机构的设计 (41)8.成型设备的校核计算 (42)8.1最大注射量的校核 (42)8.2锁模力的校核 (43)8.3锁模力的校核 (43)8.4安装尺寸的校核 (44)8.5推出机构的校核 (44)8.6开模行程的校核 (44)结论 (45)参考文献 (46)致谢 (47)1.绪论1.1课题背景与意义塑料机械工业是为塑料原材料工业、制品加工工业提供重要技术装备的。
现已广泛应用于建筑材料工业、包装工业、电器电子信息工业、农业、汽车及其它交通业、轻工业、石油化学工业、机械工业、国防工业等国民经济各个部门及人们生活的各个领域。
注塑模具CAD／CAM技术的应用，从根本上改变了传统的塑料产品开发和模具加工方式，大大地提高了产品的质量、缩短了开发周期、降低了生产成本、强有力地推动了模具工业的发展。
一些大形的商品化CAD／CAM 软件，如Pro／Engineer、UG等，都已开发出专门用于注塑模具设计的功能模块，为模具设计提供了十分方便的工具。
有资料统计表明，采用CAD 技术可以使模具设计时间缩短30％。
在欧美一些工业发达的国家，CAD／CAM已经成为模具形业一种普遍应用的技术。
在CAD应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段。
在模具设计中采用三维CAD软件的企业已经接近70％。
目前，国内也有不少企业开始应用CAD软件进行模具设计。
在设计过程中制定了合理的工艺方案，满足了大批量生产要求。
同时，还编制了详细的工艺文件来保证模具的顺利加工及制品的生产。
1.2塑料模具的发展与应用近年来，我国塑料模具发展迅速。
目前，塑料模具在整个行业中所占比重约为百分之三十，在模具进出口的比重高达百分之五十到百分之七十。
随着中国机械、汽车、家电、电子信息和建筑材料等国民经济支柱产业的快速发展，这一比例持续提高。
我国模具工业以年均20%的速度快速增长，随着我国塑料工业的发展，特别是工程塑料的高速发展，塑料模具占到了模具总量的34%，年增长率保持在15%以上，塑料模具正朝着大型化、复杂化、精密化和多腔化方向发展，对塑料模具钢材料的种类和性能要求越来越高。
为满足现代模具产业发展要求，模具的精度以及对高精度塑料模具抛光后达到的镜面效果的要求越来越高，而模具表面粗糙度对产品和模具本身的质量、寿命都有相当大的影响。
国内、外研究表明，模具钢材的性能水平、材质优劣以及热处理工艺的选用是影响模具寿命的重要因素。
塑料模具的不同组成零件对材质的要求是不一样的，对于结构零件，包括浇注系统、导向件、定模板、定出机构件等，选用的材料一般为中、低碳的碳素结构钢、合金结构钢或碳素工具钢。
而对于成型零件，包括型腔、型芯、镶嵌件等，其选用的材料决定了模具的性能、寿命和成本级别。
成型零件的结构复杂，要求尺寸精确、接缝密合和表面光滑，所用材料必须具备以下的特定性能要求：具有一定的综合力学性能，热处理变形少，尺寸稳定性好；材料高度纯洁，组织均匀致密；在硬化状态下具有良好的镜面抛光性。
由于塑料模具的型腔几何形状比较复杂，因此钢材必须具有良好的切削加工性。
在成型PVC或加油阻燃剂等添加剂的塑料制品时，由于成型过程中分解出对模具钢的表面具有化学腐蚀作用的物质，因此选用的模具钢应该具有良好的耐腐蚀性。
据专家预测，模具市场的总体趋势是平稳上升的，在未来的模具市场中，塑料模具的发展将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。
如图1.1就是近几年进出口塑料模具在模具行业所占的比重。
图1.2就是塑料模具所涉及的塑料产品。
图1.1 06、08年进出口塑料模具在模具行业所占的比重图1.2 塑料模具所涉及的塑料产品1.3课题设计概论1.本课题设计目标课题设计时塑料模具成型工艺与模具设计课程中的最后一个环节，也是对学生塑料模具设计的训练。
其目的为：（1）巩固和升华所学课程的知识。
（2）培养塑料模具设计的能力。
（3）树立正确的设计理念。
2.本课题设计的内容本课题是对塑料模具的简单设计，其要求如下：（1）装配工作图1张（A3图纸打印）（2）零件工作图2-3张（A4图纸打印）（3）编写设计论文1份（A4纸打印）3.课程设计的注意事项（1）正确处理继承和创新的关系（2）学会应用“三边”设计方法（3）讲究和提高工作效率2.塑料成型工艺分析2.1任务及要求1．产品名称：吊式电扇控制开关塑料壳罩2．材料：ABS3．数量：中批量生产4．制品图样如图2.1所示5．尺寸：图2.1所示图2.1塑件产品样图2.2塑件原材料的成型特性分析ABS是聚苯乙烯的改性产品，是目前产量最大、应用最广的工程塑料。
ABS是不透明非结晶型聚合物，无毒、无味，密度为 1.02～1.05g/3cm。
ABS具有突出的力学性能，坚固、坚韧、坚硬；具有一定的化学稳定性和良好的介电性能；具有较好的尺寸稳定性，易于成型和机械加工，成型塑件表面有较好的光泽，经过调色可配成任何颜色，表面可镀铬。
其缺点是耐热性差，连续工作温度为70℃左右，热变形温度为93℃左右，但热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龙等都高；耐候性差，在紫外线的作用下易变硬发脆。
ABS可采用注射、挤出、压延、吹塑、真空成型、电镀、焊接及表面涂饰等多种成型方法使用ABS注射成形塑料制品时，由于其熔体黏度较高，所需的注射成型压力较高，因此塑件对型芯的包紧力较大，故塑件应采用较大的脱模斜度。
另外熔体黏度较高，使ABS制品易产生熔接痕，所以模具设计时应减少浇注系统对料流的阻力。
ABS易吸水，成形加工前应进行干燥处理。
在正常的成形条件下，ABS制品的尺寸稳定性好。
查有关手册得到ABS塑料的成型工艺参数如下:密度 1.01～1.04g/3cm；收缩率 0.3%～0.8%；预热温度 80～85℃，预热时间1-2h；料筒温度后段150～170℃，中段165～180℃，前段180～200℃；模具温度 50～80℃；注射压力 60～100MPa；成型时间注射时间20～90s，高压时间0～5s,冷却时间20～150s。
2.3塑件的结构工艺性分析1．塑件的尺寸精度分析12+、30±0.14，属于该塑件需标注公差的尺寸有φ18 ±0.12×φ0.018一般精度要求，其他尺寸均为未标注公差的自由尺寸，可按MT5查取公差。
下表2.2所列为塑件主要尺寸的公差要求。
表2.2塑件主要尺寸的公差要求2．塑件的表面质量分析该塑件要求外观光洁、色彩艳丽，不允许有成型斑点和熔接痕，Raμ，而内表面无特殊要求。
为0.4m3．塑件的结构工艺性分析⑴从图纸看，该塑件外形为四方壳罩，圆角过渡且无尖角存在，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。
⑵塑件型腔较大，有尺寸不等的孔。
⑶内部有四个均匀分布的加强肋，可增加塑件的强度，减小塑件变形。
肋的侧壁设有1°左右的斜度，底部等处有R0.5的圆角过渡。
⑷在塑件的一侧有两个φ12的孔，另一侧内部有内凸，要求考虑侧向分型抽芯装置。
⑸为使塑件顺利脱模，可在塑件内部及加强肋处增设1°～2°的拔模斜度。
3.成型设备的初选3.1初选注射机1．计算塑件体积或重量通过上面的零件三视图可以获得矩形上壳罩的体积V=45.93cm ABS的密度为ρ=1.03g/3cm，所以塑件的质量ω=ρV=1.03×45.9=47.3g。
2．根据塑件本身的几何形状及生产批量确定型腔数目由于该塑件两侧面分别有侧孔和内凸，加上塑件尺寸有一般精度要求，外表面有高光洁要求，不易采用太多型腔数目，所以考虑采用一模两腔，型腔平衡布置在型腔板两侧，一方便侧抽实现、浇口排列和模具的平衡。
3．确定注射成型的工艺参数根据该塑件的结构特点和ABS的成型性能，查有关资料初步确定塑件的注射成型工艺参数，如下表3.1所示。
表3.1塑件的注射成型工艺参数3．确定模具温度及冷却方式ABS为非结晶型塑料，流动性中等，壁厚一般，因此在保证顺利脱模的前提下应尽可能降低模温，以缩短冷却时间，从而提高生产率。
所以模具应考虑采用适当的循环水冷，成型模具温度控制在60～80℃。
3.2确定成型设备由于塑件采用注射成型加工，使用一模两腔分布，因此可计算出一次=2×47.3+47.3×20％注射成型过程中所用塑料量为: W =2w+w废料=104.06g。
根据以上一次注射量的分析以及考虑到塑料品种、塑件结构、生产批量及注射工艺参数、注射模具尺寸大小等因素，参考设计手册，初选SZY-300型螺杆式注射机。
记录下SZY-300型螺杆注射机的主要技术参数，如下表3.2所示。
4.分型面的选择与浇注系统设计4.1确定型腔数目及其排列方式塑件的形状较简单，质量较小，生产批量较大。
所以应使用多型腔注射模具。
考虑到塑件侧面有φ12mm的圆孔，需要侧向抽型，所以模具采用一模二腔、平衡布置。
这样模具尺寸较小，制造加工方便，生产效率高，塑件成本低。
其排列方式如下图4.1所示。
图4.1型腔的排列方式4.2分型面的设计塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求，不论塑件的结构如何以及采用何种设计方法，都必须首先确定分型面，因为模具结构很大程度上取决于分型面本课题中塑件的分型面有多种选择，为保证塑件能顺利分型，主分型面应首先考虑选择在塑件外形的最大处。
如下图4.2所示，在满足该原则的方案中，方案A的塑件开模后留在定模一侧，塑件不易取出，顶出机构设计复杂；方案B的侧向抽芯滑块可安放在动模，实现侧抽机构简单，但会产生影响塑件外观的飞边，且飞边不易清除；方案C不但保证了塑件取出方便，且毛刺飞边的清除也比较容易，因此选择方案C。