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江蘇財(cái)經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 綜合畢業(yè)實(shí)踐說(shuō)明書(shū)（論文）
標(biāo) 題：電動(dòng)助力車(chē)電池盒蓋注塑模設(shè)計(jì)
系 別： 機(jī)械與電子工程系
專(zhuān) 業(yè)： 09模具（2）班
學(xué) 號(hào)： 0911103211
姓 名： 何金標(biāo)
指導(dǎo)老師： 何玉林
2012年 6 月 20 日
摘 要
塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)門(mén)類(lèi)之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類(lèi)，因此，研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。
本設(shè)計(jì)介紹了注射成型的基本原理，特別是單分型面注射模具的結(jié)構(gòu)與工作原理，對(duì)注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計(jì)原則；詳細(xì)介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程，并對(duì)模具強(qiáng)度要求做了說(shuō)明；最后介紹了當(dāng)今世界上最為普及的三維CAD/CAM系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)軟件PRO/ENGNEER的PROGRAM模塊，對(duì)導(dǎo)柱和導(dǎo)套進(jìn)行了參數(shù)化設(shè)計(jì)。
通過(guò)本設(shè)計(jì)，可以對(duì)注塑模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，注意到設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問(wèn)題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理；通過(guò)對(duì)PROGRAM的學(xué)習(xí)，可以建立較簡(jiǎn)單零件的零件庫(kù)，從而有效的提高工作效率。
關(guān)鍵詞：塑料模具；參數(shù)化；鑲件；分型面
39
目 錄
摘 要 I
目 錄 II
1模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 1
1.1各種模具的分類(lèi)和占有量 2
1.2 我國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀 3
1.3 世界五大塑料生產(chǎn)國(guó)的產(chǎn)能狀況 4
1.4 我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 6
2塑料的工藝分析 7
3注塑設(shè)備的選擇 8
3.1估算塑件體積 8
3.2選擇注射機(jī) 8
3.3模架的選定 9
3.3.1注射成型工藝過(guò)程 9
3.3.2ABS的注射成型工藝參數(shù) 9
3.3.3ABS性能分析 10
3.3.34使用性能 10
3.3.5成型性能 10
3.3.6ABS主要技術(shù)指標(biāo) 10
3.3.7ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施 11
3.3.8確定型腔數(shù)量及排列方式 11
3.3.9模具結(jié)構(gòu)形式的確定 11
3.4最大注射壓力的校核 12
4塑料件的工藝尺寸的計(jì)算 14
4.1型腔的徑向尺寸 14
4.2型芯的計(jì)算 14
4.3模具型腔壁厚的 14
4.3.1分型面位置的確定 15
4.3.2分型面的形式 15
4.3.3 分型面的設(shè)計(jì)原則 15
5澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16
5.1主流道的設(shè)計(jì) 16
5.1.1球面配合高度 17
5.1.2 主流道長(zhǎng)度 17
5.1.3主流道錐度 17
5.1.4主流道大端直徑 17
5.2冷料井的設(shè)計(jì) 17
5.2.1主流道形式 17
5.2.2主流道的位置 17
5.3分流道的設(shè)計(jì) 18
5.3.1分流道冷料井的設(shè)計(jì) 18
5.3.2分流道的設(shè)計(jì) 18
5.3.3分流道的截面面形狀 18
5.3.4分流道的截面尺寸 18
5.3.5分流道截面 19
5.3.6分流道的布置形式 19
5.3.7澆口的形式及特點(diǎn) 20
5.3.8澆口尺寸的確定 20
5.3.9澆口位置的選擇 20
6分型面的選擇與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22
6.1分型面的選擇塑件成形工藝分析 22
6.2排氣槽的設(shè)計(jì) 23
7合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26
8脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 29
9側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 30
10溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 31
11成型零件的設(shè)計(jì) 32
11.1成型零件的選材 32
11.2凹模部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 33
11.3凸模部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 35
結(jié)束語(yǔ) 36
致謝 37
參考資料 38
電動(dòng)助力車(chē)電池盒蓋注塑模設(shè)計(jì)
1模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位
模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。
模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國(guó)政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。
模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車(chē)，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60％~90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。
模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場(chǎng)的需求上，僅以汽車(chē)，摩托車(chē)行業(yè)的模具市場(chǎng)為例。汽車(chē)，摩托車(chē)行業(yè)是模具最大的市場(chǎng)，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，這一市場(chǎng)占整個(gè)模具市場(chǎng)一半左右。汽車(chē)工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車(chē)工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)和重型汽車(chē)，汽車(chē)模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車(chē)工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車(chē)基本車(chē)型不斷增加，2005年將達(dá)到170種。一個(gè)型號(hào)的汽車(chē)所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，汽車(chē)將不斷換型，汽車(chē)換型時(shí)約有80％的模具需要更換。中國(guó)摩托車(chē)產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)摩托車(chē)共有14種排量80多個(gè)車(chē)型，1000多個(gè)型號(hào)。單輛摩托車(chē)約有零件2000種，共計(jì)5000多個(gè)，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個(gè)型號(hào)的摩托車(chē)生產(chǎn)需1000副模具，總價(jià)值為1000多萬(wàn)元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場(chǎng)。
目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，模具的主要出口國(guó)是美國(guó)，日本，法國(guó)，瑞士等國(guó)家。中國(guó)模具出口數(shù)量極少，但中國(guó)模具鉗工技術(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。
1.1各種模具的分類(lèi)和占有量
模具主要類(lèi)型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因?yàn)樗麄円话愣际且揽咳S的模具形腔是材料成型。
（1）沖模：沖模是對(duì)金屬板材進(jìn)行沖壓加工獲得合格產(chǎn)品的工具。沖模占模具總數(shù)的50％以上。按工藝性質(zhì)的不同，沖?？煞譃槁淞夏?，沖孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，拉深模，校平模，翻孔模，翻邊模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復(fù)合模，連續(xù)模。
（2）鍛模：鍛模是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下進(jìn)行體積成型是所用模具的總稱(chēng)。按鍛壓設(shè)備不同，鍛模分為錘用鍛模，螺旋壓力機(jī)鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機(jī)用鍛模，水壓機(jī)用鍛模，高速錘用鍛模，擺動(dòng)碾壓機(jī)用鍛模，輥鍛機(jī)用鍛模，楔橫軋機(jī)用鍛模等。按工藝用途不同，鍛?？煞譃轭A(yù)鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。
（3）塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數(shù)的35％，而且有繼續(xù)上升的趨勢(shì)。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。
（4）壓鑄模：壓鑄模是壓力鑄造工藝裝備，壓力鑄造是使液態(tài)金屬在高溫和高速下充填鑄型，在高壓下成型和結(jié)晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數(shù)的6％。
（5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工藝分類(lèi)粉末冶金模有：壓模，精整模，復(fù)壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結(jié)模等。
模具所涉及的工藝繁多，包括機(jī)械設(shè)計(jì)制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論），塑性加工，玻璃等諸多學(xué)科和行業(yè)，是一個(gè)多學(xué)科的綜合，其復(fù)雜程度顯而易見(jiàn)。
Ⅱ自20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。20世紀(jì)90年代以后，大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)的總產(chǎn)值在1990年僅60億元人民幣，1994年增長(zhǎng)到130億元人民幣，1999年已達(dá)到245億元人民幣，2000年增至260~270億元人民幣。今后預(yù)計(jì)每年仍會(huì)以10℅~15℅的速度快速增長(zhǎng)。
1.2 我國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀
目前，我國(guó)17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬(wàn)。除了國(guó)有的專(zhuān)業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營(yíng)的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國(guó)國(guó)內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，紛紛加入了對(duì)模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。
在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷(xiāo)售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占50℅（中國(guó)臺(tái)灣：40℅），塑料模具約占33℅（中國(guó)臺(tái)灣：48℅），壓鑄模具約占6℅（中國(guó)臺(tái)灣：5℅），其他各類(lèi)模具約占11（中國(guó)臺(tái)灣：7℅）。
中國(guó)臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)，分為萌芽期（1961——1981），成長(zhǎng)期（1981——1991），成熟期（1991——2001）三個(gè)階段。
萌芽期，工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)的不斷改進(jìn)。由于紡織，電子，電氣，電機(jī)和機(jī)械業(yè)等產(chǎn)品外銷(xiāo)表現(xiàn)暢旺，連帶使得模具制造，維修業(yè)者和周邊廠商（如熱處理產(chǎn)業(yè)等）逐年增加。在此階段的模具包括：一般民生用品模具，鑄造用模具，鍛造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡膠模具等。
1981年——1991年是臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為迅速且高度成長(zhǎng)的時(shí)期。有鑒于模具產(chǎn)業(yè)對(duì)工業(yè)發(fā)展的重要性日益彰顯，自1982年起，臺(tái)灣地區(qū)就將模具產(chǎn)業(yè)納入“策略性工業(yè)適用范圍”，大力推動(dòng)模具工業(yè)的發(fā)展，以配合相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品的外銷(xiāo)策略，全力發(fā)展整體經(jīng)濟(jì)。隨著民生工業(yè)，機(jī)械五金業(yè)，汽機(jī)車(chē)及家電業(yè)發(fā)展，沖壓模具與塑料模具，逐漸形成臺(tái)灣模具工業(yè)兩大主流。從1985年起，模具產(chǎn)業(yè)已在推行計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)和制造等CAD/CAM技術(shù)，所以臺(tái)灣模具業(yè)接觸CAD/CAM/CAE/CAT技術(shù)的時(shí)間相當(dāng)早。
成熟期，在國(guó)際化，自由化和國(guó)際分工的潮流下，1994年，1998年，由臺(tái)灣地區(qū)政府委托金屬中心執(zhí)行“工業(yè)用模具技術(shù)研究與發(fā)展五年計(jì)劃”與“工業(yè)用模具技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展計(jì)劃”，以協(xié)助業(yè)界突破發(fā)展瓶頸，并支持產(chǎn)業(yè)升級(jí)，朝向開(kāi)發(fā)高附加值與進(jìn)口依賴(lài)高的模具。1997年11月間臺(tái)灣憑借模具產(chǎn)業(yè)的實(shí)力，獲得世界模具協(xié)會(huì)（ISTMA）認(rèn)同獲準(zhǔn)入會(huì)，正式成為世界模具協(xié)會(huì)會(huì)員，。整體而言，臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)在這一階段的發(fā)展，隨著機(jī)械性能，加工技術(shù)，檢測(cè)能力的提升，以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，臺(tái)灣模具廠商供應(yīng)對(duì)象已由傳統(tǒng)的民用家電，五金業(yè)和汽機(jī)車(chē)運(yùn)輸工具業(yè)，提升到計(jì)算機(jī)與電子，通信與光電等精密模具，并發(fā)展出汽機(jī)車(chē)用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具。
1.3 世界五大塑料生產(chǎn)國(guó)的產(chǎn)能狀況
美國(guó)塑料(原料)的產(chǎn)量多年來(lái)一直雄居各國(guó)之首。早在80年代前期，美國(guó)塑料產(chǎn)量就已達(dá)2000萬(wàn)噸之多，1986年增至23l0萬(wàn)噸，占全球總產(chǎn)量8100噸的28.5％，此后美國(guó)塑料產(chǎn)量繼續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)之勢(shì)，1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和1998年分別增加到2710萬(wàn)噸、2810萬(wàn)噸、3010萬(wàn)噸、3410萬(wàn)噸、4000萬(wàn)噸和4360萬(wàn)噸，占世界總產(chǎn)量的比例從1996年起提高到30％以上。2001年美國(guó)塑料產(chǎn)量為4170萬(wàn)噸，其中以聚乙烯為最多，達(dá)1500多萬(wàn)噸。其次分別是氯乙烯650萬(wàn)噸、聚丙烯720萬(wàn)噸、聚苯乙烯對(duì)酞酸脂320萬(wàn)噸、聚苯乙烯280萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)塑料消費(fèi)量(產(chǎn)量+進(jìn)口量一出口量)，美國(guó)也是全球最多的。美國(guó)的全部塑料消費(fèi)量2001年為4280萬(wàn)噸。美國(guó)人均塑料消費(fèi)量也是很高的，2000年為159公斤，2001年略減為155公斤 ，居全球第3位。美國(guó)現(xiàn)有各種大小塑料企事業(yè)單位1萬(wàn)多家，其中職工人數(shù)少于50人的占總數(shù)的53％，50~l00人的占21％，100~500人的占23％，超過(guò)500人的占近4％，職工總數(shù)近90萬(wàn)人。在美國(guó)塑料制品加工業(yè)的就職人數(shù)達(dá)110萬(wàn)，2001年的出貨金額為2150億美元，人均出貨金額為195美元。
德國(guó)是世界最大的塑料(原料)生產(chǎn)國(guó)之一，上世紀(jì)90年代初的1991年、1992年和1993年，德國(guó)塑料產(chǎn)量都為990多萬(wàn)噸，1994年增達(dá)超過(guò)1000萬(wàn)噸的1110萬(wàn)噸．1998年達(dá)近1300萬(wàn)噸，1999年為近1400萬(wàn)噸，2000年增至1550萬(wàn)噸，超過(guò)日本為世界第2大塑料生產(chǎn)國(guó)，2001年上升為1580萬(wàn)噸，2002年已過(guò)1600萬(wàn)噸。2001年德國(guó)生產(chǎn)的種種塑料原料中，聚乙烯為285萬(wàn)噸(低密度聚乙烯160萬(wàn)噸，高密度聚乙烯125萬(wàn)噸)，氯乙烯175萬(wàn)噸，聚丙烯160萬(wàn)噸。德國(guó)2001年的國(guó)內(nèi)塑料消費(fèi)量為1280萬(wàn)噸，其中聚乙烯265萬(wàn)噸，聚丙烯155萬(wàn)噸．氯乙烯152萬(wàn)噸。德國(guó)人均塑料消費(fèi)量2001年為160公斤，在世界上僅少于比利時(shí)的172公斤，高于美國(guó)的155公斤，排在世界第2位。德國(guó)塑料制品加工業(yè)的職工總計(jì)有近30萬(wàn)人，2001年的出貨金額為360億美元，人均126美元。德國(guó)塑料制品加工企業(yè)中職工少于50人的占44％，50~100人的占28％，100~500人的占25％，500人以上的占4％。
中國(guó)塑料工業(yè)多年持續(xù)高速增長(zhǎng)，1991年產(chǎn)量?jī)H為250萬(wàn)噸，1995年增為350萬(wàn)噸，1998年超過(guò)700萬(wàn)噸，到2002年已增達(dá)約1400萬(wàn)噸，超過(guò)日本而成為世界第3大塑料原料生產(chǎn)國(guó)。中國(guó)今年塑料制品市場(chǎng)將持續(xù)走強(qiáng)，在包裝、工程、建材、農(nóng)用和日用塑料制品等各個(gè)領(lǐng)域都將有較大幅度的增長(zhǎng)，需求量將超過(guò)2500萬(wàn)噸。其中包裝塑料制品今年需求量將超過(guò)850萬(wàn)噸，工程塑料制品需求量將達(dá)400萬(wàn)噸左右，建材塑料制品需求量將達(dá)300萬(wàn)噸以上，農(nóng)用塑料制品需求量將在500萬(wàn)噸左右，日用塑料制品需求量約為80萬(wàn)噸左右。
日本在很長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)都是僅次于美國(guó)的世界第2大塑料生產(chǎn)國(guó)。一直到1997年，日本塑料產(chǎn)量曾經(jīng)連續(xù)多年增長(zhǎng)，年產(chǎn)量在70年代中期就已達(dá)500多萬(wàn)噸，1987年突破1000萬(wàn)噸，1991年達(dá)約1300萬(wàn)噸，1992年和1993年因受日本經(jīng)濟(jì)下滑的影響，產(chǎn)量略有減少，分別降至1258和1225萬(wàn)噸。從1994年起產(chǎn)量再度增長(zhǎng)，1994年、1995年和1996年分別回升到1300萬(wàn)噸、1400萬(wàn)噸和1470萬(wàn)噸，1997年的產(chǎn)量又比上年增長(zhǎng)3.7％，達(dá)到1521萬(wàn)噸，首次超過(guò)1500萬(wàn)噸。但這種增勢(shì)在1998年受到遏制，產(chǎn)量大幅度減少。1998年，日本塑料產(chǎn)量為1390萬(wàn)噸，比上年減少了8.7％。1999年和2000年日本塑料產(chǎn)量分別回升到1432萬(wàn)噸和1445萬(wàn)噸，但仍遠(yuǎn)未恢復(fù)到1997年的水平。2001年和2002年日本塑料產(chǎn)量再度下降至1400萬(wàn)噸以下的1364萬(wàn)噸和1361萬(wàn)噸。2002年日本塑料(原料)產(chǎn)量減為1361萬(wàn)噸。而中國(guó)則增為1366萬(wàn)噸，日本又退居第4位。
韓國(guó)塑料產(chǎn)量增長(zhǎng)十分迅速，1986年超過(guò)200萬(wàn)噸，1990年增達(dá)300萬(wàn)噸，1992年突破500萬(wàn)噸，1994年、1996年和1997年分別上升到600多萬(wàn)噸、700多萬(wàn)噸和800多萬(wàn)噸，1998年產(chǎn)量增至850萬(wàn)噸，1999年突破900萬(wàn)噸，2001年達(dá)1200萬(wàn)噸，躋身于世界5大塑料生產(chǎn)國(guó)之列。韓國(guó)塑料原料產(chǎn)品中以聚乙烯居首，2001年產(chǎn)量為340萬(wàn)噸(低密度聚乙烯160萬(wàn)噸，高密度聚乙烯180萬(wàn)噸)，聚丙烯以238萬(wàn)噸排在第2位，其次分別是聚酯161萬(wàn)噸、氯乙烯124萬(wàn)噸、ABS·AS樹(shù)脂86萬(wàn)噸、聚苯乙烯77萬(wàn)噸。韓國(guó)國(guó)內(nèi)塑料消費(fèi)量2001年420萬(wàn)噸，只相當(dāng)于產(chǎn)量的1/3略高。人均塑料消費(fèi)量2001年為106公斤，韓國(guó)塑料制品加工業(yè)的職工總數(shù)2001年為3.1萬(wàn)人，出貨金額為85億美元，人均276美元。
塑料產(chǎn)量位居世界前10名的國(guó)家和地區(qū)還有法國(guó)660萬(wàn)噸、比利時(shí)600萬(wàn)噸、中國(guó)臺(tái)灣598萬(wàn)噸、加拿大432萬(wàn)噸和意大利385萬(wàn)噸(均為2001年產(chǎn)量)。
1.4 我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
20世紀(jì)80年代開(kāi)始，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來(lái)，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門(mén)，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來(lái)，每年都以15％的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校也開(kāi)展了模具技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國(guó)成為世界超級(jí)制造大國(guó)的重要原因。今后，我國(guó)要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國(guó)，仍將依賴(lài)于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國(guó)。
中國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48"（約122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具，6.5KG大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車(chē)保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。
盡管我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿(mǎn)足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類(lèi)大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的距離。
（1）注重開(kāi)發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國(guó)轎車(chē)，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來(lái)越高，模具也將日趨大型化和精密化。
（2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。
（3）推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。
（4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。
2塑料的工藝分析
塑件成形工藝分析
塑件（電池盒蓋外殼）模型圖：
塑件材料的選擇：選用ABS（即丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物）。
色調(diào)：黑色。
生產(chǎn)批量：大批量。
3注塑設(shè)備的選擇
3.1估算塑件體積
塑件為電池盒蓋外殼的上半部分，應(yīng)有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，由于中間有電池盒蓋的按鍵及電池盒蓋顯示屏，后面有與后蓋聯(lián)接的塑料倒扣，所以應(yīng)保證它有一定的裝配精度；由于該塑件為電池盒蓋外殼，因此對(duì)表面粗糙度要求不高。
3.2選擇注射機(jī)
1、注塑機(jī)型號(hào)的確定
除了模具的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型和一些基本參數(shù)和尺寸外，模具的型腔數(shù)、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時(shí)需要的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開(kāi)模行程等都與注射機(jī)的有關(guān)性能參數(shù)密節(jié)相關(guān)，如果兩者不相匹配，則模具無(wú)法使用，為此，必須對(duì)兩者之間有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行較核，并通過(guò)較核來(lái)設(shè)計(jì)模具與選擇注射機(jī)型號(hào)。
2、有關(guān)塑件的計(jì)算
體積???? =? 3.9420934? （cm?）?
曲面面積 =? 8.7216837? （cm2）
密度???? =? 1.05??????? (g/ cm?）
質(zhì)量???? =? 4.1391980?? (g)
3、注射機(jī)型號(hào)的確定
根據(jù)塑件的體積初步選定用XS-Z-60（臥式）型注塑機(jī)。
SZ-60/40（臥式）型注塑機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格如下表：?
表 3-1? 注塑機(jī)的主要參數(shù)
理論注射容積(cm?）
60
螺桿直徑(mm)
30
注射壓力(MPa)
180
注射速率(g/s)
70
塑化能力(g/s)
35
螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)
0—200
鎖模力(kN)
400
拉桿有較距離(mm)
220×300
移模行程(mm)
250
模具最大厚度(mm)
250
模具最小厚度(mm)
150
鎖模形式
雙曲肘
模具定位孔直徑(mm)
￠80
噴嘴球半徑(mm)
SR10
噴嘴口孔徑(mm)
￠3
模板尺寸(mm)
200×315
精度等級(jí)：采用5級(jí)低精度
脫模斜度：塑件外表面? 40?－1°20??? 塑件內(nèi)表面? 30?－1°（脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)，塑件外形以型腔大端為準(zhǔn)，塑件內(nèi)形以型芯小端為準(zhǔn)。）
3.3模架的選定
3.3.1注射成型工藝過(guò)程
（1）預(yù)烘干--→裝入料斗--→預(yù)塑化--→注射裝置準(zhǔn)備注射--→注射--→保壓--→冷卻--→脫模--→塑件送下工序
（2）清理模具、涂脫模劑--→合模--→注射
3.3.2ABS的注射成型工藝參數(shù)
（1）注射機(jī)：螺桿式
（2）螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：30——60（選30）
（3）預(yù)熱和干燥：溫度（°C）? 80——85
???????????????????? 時(shí)間 (h)???? 2——3
（4）密度（g/ cm?）:1.02——1.05
（5）材料收縮率（℅）：0.3——0.8
（6）料筒溫度（°C）：后段? 150——157
???????????????????? 中段? 165——180
???????????????????? 前段? 180——200
（7）噴嘴溫度（°C）：170——180
（8）模具溫度（°C）：50——80
（9）注射壓力（MPa）：70——100
（10）成形時(shí)間（S）：注射時(shí)間? 20——90
??????????????????? 高壓時(shí)間? 0——5
??????????????????? 冷卻時(shí)間? 20——120
????????????? ??????總周期??? 50——220
（11）適應(yīng)注射機(jī)類(lèi)型：螺桿、柱塞均可
（12）后處理：方法?? 紅外線(xiàn)燈、烘箱
????????????? 溫度（°C）? 70
????????????? 時(shí)間（h）??? 2——4
3.3.3ABS性能分析
3.3.34使用性能
①綜合性能良好，沖擊韌度、力學(xué)強(qiáng)度較高，且要低溫下也不迅速下降。
②耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化學(xué)性和電氣性能良好。
③水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸對(duì)ABS幾乎無(wú)影響。
④尺寸穩(wěn)定，易于成型和機(jī)械加工，與372有機(jī)玻璃的熔接性良好，經(jīng)過(guò)調(diào)色可配成任何顏色，且可作雙色成型塑件，且表面可鍍鉻。
3.3.5成型性能
①無(wú)定型塑料，其品種很多，各品種的機(jī)電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種確定成型方法及成型條件。
②吸濕性強(qiáng)，含水量應(yīng)小于0.3％，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。
③流動(dòng)性中等，溢邊料0.04mm左右（流動(dòng)性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。
④比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對(duì)耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹(shù)脂，料溫更宜取高）。料溫對(duì)物性影響較大、料溫過(guò)高易分解（分解溫度為250 °C左右比聚苯乙烯易分解），對(duì)要求精度較高的塑件，模溫宜取 50——60 °C，要求光澤及耐熱型料宜取 60——80 °C。注射壓力應(yīng)比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑機(jī)時(shí)料溫為 180——230 °C，注射壓力為 100——140 MPa，螺桿式注塑機(jī)則取 160——220 °C，70——100 MPa為宜。
⑤易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)斜流的阻力，模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)料口位置、形式。摧出力過(guò)大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失）。
⑥ABS在升溫時(shí)粘度增高，塑料上的脫模斜度宜稍大，宜取1 °以上。
⑦在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。
3.3.6ABS主要技術(shù)指標(biāo)
表1-1? 熱物理性能
密度(g/ cm?)
1.02—1．05
比熱容(J·kg-1K-1)
1255—1674
導(dǎo)熱系數(shù)
(W·m-1·K-1×10-2)
13.8—31.2
線(xiàn)膨脹系數(shù)
(10-5K-1)
5.8—8.6
滯流溫度(°C)
130
?
?
表3-2? 力學(xué)性能
屈服強(qiáng)度（MPa）
50
抗拉強(qiáng)度(MPa)
38
斷裂伸長(zhǎng)率(﹪)
35
拉伸彈性模量(GPa)
1.8
抗彎強(qiáng)度(MPa)
80
彎曲彈性模量(GPa)
1.4
抗壓強(qiáng)度(MPa)
53
抗剪強(qiáng)度(MPa)
24
沖擊韌度
(簡(jiǎn)支梁式)
無(wú)缺口
261
布氏硬度
9.7R121
缺? 口
11
表3-3? 電氣性能
表面電阻率（Ω）
1.2×1013
體積電阻率（Ω·m）
6.9×1014
擊穿電壓（KV/mm）
\
介電常數(shù)（106Hz）
3.04
介電損耗角正切（106Hz）
0.007
耐電弧性(s)
50—85
3.3.7ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施
主要缺陷：缺料、氣孔、飛邊、出現(xiàn)熔接痕、塑件耐熱性不高（連續(xù)工作溫度為70°C左右熱變形溫度約為93°C）、耐氣候性差（在紫外線(xiàn)作用下易變硬變脆）。
消除措施：加大主流道、分流道、澆口、加大噴嘴、增大注射壓力、提高模具預(yù)熱溫度。
3.3.8確定型腔數(shù)量及排列方式
一般來(lái)說(shuō)，精度要求高的小型塑件和中大型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)；對(duì)于精度要求不高的小型塑件（沒(méi)有配合精度要求），形狀簡(jiǎn)單，又是大批量生產(chǎn)時(shí)，若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。型腔的數(shù)目可根據(jù)模型的大小情況而定。
該塑件對(duì)精度要求不高，為低精度塑件，再依據(jù)塑件的大小，采用一模兩型的模具結(jié)構(gòu)。
3.3.9模具結(jié)構(gòu)形式的確定
多型腔單分型面模具：塑件外觀質(zhì)量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此結(jié)構(gòu)。
該塑件外觀質(zhì)量要求不高，是尺寸精度要求較低的小型塑件，因此可采用多型腔單分型面的設(shè)計(jì)。
從塑件上容易看出模具的分型面位置、摧出機(jī)構(gòu)的設(shè)置以及澆口的位置。分型面為單分型面垂直分型。
最常用的澆口形式有：第一是側(cè)澆口。這種澆口形式注射工藝工人比較熟悉，在制造上加工比較方便，但不得因素是澆道流程長(zhǎng)，熱量損耗大，因此容易產(chǎn)生明顯的拼料痕跡。如果要得到改善，則需加大澆道尺寸，但隨之澆道部份的回料增多。其次塑料的進(jìn)料口部分需去毛刺，這樣既增加了去毛刺的工時(shí)，又損壞了周?chē)拿烙^。第二是點(diǎn)澆口。塑料注射時(shí)，在點(diǎn)澆口以高速注入型腔，一部份動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，因此塑料在?huì)合時(shí)的熱量損耗比側(cè)澆口少，所以會(huì)合處熔合較好，熔接痕不太明顯。其缺點(diǎn)是塑件的正面將留下點(diǎn)燒口的痕跡，影響塑件的美觀，并且為了取出點(diǎn)澆口的澆道剩料，型腔必須移動(dòng)。由于型腔重量較大，所以不方便移動(dòng)。第三種是綜合上述兩種澆口形式的優(yōu)缺點(diǎn)，采用剪切澆口。因?yàn)樗芗?cè)壁距離橫澆道較遠(yuǎn)，因直接在側(cè)壁進(jìn)料是很難實(shí)現(xiàn)的，因此又增設(shè)了工藝輸助澆口，從而使?jié)沧⑾到y(tǒng)進(jìn)一步完善。這種澆口形式主要有以下優(yōu)點(diǎn)：一是塑件表面無(wú)澆口痕跡，并且外表面無(wú)明顯的熔接痕，所以外觀質(zhì)量較好。二是澆口的位置和數(shù)量可視塑件的質(zhì)量而增加、減少或改變澆口的位置、模具修改也比較方便。三是在塑件頂出的同時(shí)，澆口剪斷并脫落，可節(jié)省去毛刺工序，并有得于機(jī)床自動(dòng)化。從塑料流程盡量一致的原則出發(fā)，采用了兩個(gè)剪切澆口處都設(shè)有頂桿，用以切斷剪切澆口，其工藝輔助澆口可手工去除。
3.4最大注射壓力的校核
主流道的體積約為：
?? V(cm?) = 3.14×0.632×2.5 = 3.988
分流道與澆口的體積約為：
?? V(cm?) = 13×1.1304? = 14.6952
該模具總共需填充塑件的體積約為：
?? V(cm?) = 2 × 3.9420934 + 3.988 + 14.6952 = 26.5672
3.4.1注射量的校核
注射機(jī)一個(gè)注射周期內(nèi)所需注射量的塑料熔體的總量必須在注射機(jī)額定注射量的80%以?xún)?nèi)。
在一個(gè)注射成形周期內(nèi)，需注射入模具內(nèi)的塑料熔體的容量或質(zhì)量，應(yīng)為制件和澆注系統(tǒng)兩部份容量或質(zhì)量之和，即
V = nVz + Vj
或??????? M = nmz + mj
式中? V（m）——一個(gè)成形周期內(nèi)所需射入的塑料容積或質(zhì)量(cm?或g）；
????????? n ——型腔數(shù)目
????? Vz（mz）——單個(gè)塑件的容量或質(zhì)量(cm?或g）。
??? ??Vj（mj）——澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需塑料的容量或質(zhì)量(cm?或g）。
故應(yīng)使
nVz + Vj ≤ 0.8Vg
????????????????? 或?????? nmz + mj ≤ 0.8mg
式中
???? Vg（mg）——注射機(jī)額定注射量(cm?或g）。
根據(jù)容積計(jì)算
??? nVz + Vj = 26.5672 ≤0.8Vg
可見(jiàn)注射機(jī)的注射量符合要求
3.4.2型腔數(shù)量的確定和校核
型腔數(shù)量與注射機(jī)的塑化率、最大注射量及鎖模力等參數(shù)有關(guān)，此外，還受塑件的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因數(shù)影響。
可根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)n
式中??? K——注射機(jī)的最大注射量的得用系數(shù)，一般取0.8；
??????? mN——注射機(jī)允許的最大注射量；
??????? m 2——澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量或體積（g或cm?）；
??? ????m 1——單個(gè)塑件的質(zhì)量或體積（g或cm?）。
所以需要?n=2 符合要求
4塑料件的工藝尺寸的計(jì)算
注射成型時(shí)，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。如果這一數(shù)值超過(guò)了注射機(jī)允許使用的最大成型面積，則成型過(guò)程中將會(huì)出現(xiàn)溢漏現(xiàn)象。因此，設(shè)計(jì)注射模時(shí)必須滿(mǎn)足下面關(guān)系：
nA1 + A2 ﹤ A
式中? A——注射機(jī)允許使用的最大成型面積(mm2）
其他符號(hào)意義同前。
注射成型時(shí)，模具所需的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關(guān)，為了可靠地鎖模，不使成型過(guò)程中出現(xiàn)溢漏現(xiàn)象，應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力，即：
(nA1 + A2)p ﹤ F式中符號(hào)意義同前。
所以需要 2×40×95+9×80=83200﹤A 查得ABS的平均成型壓力為30（cm2/MPa）
（2×4×9.5+0.9×8）×30=83.2×30=2.5﹤F符合要求
4.1型腔的徑向尺寸
注射機(jī)的額定注射壓力即為它的最高壓力pmax,應(yīng)該大于注射機(jī)成型時(shí)所調(diào)用的注射壓力，即：
pmax﹥Kp0 很明顯，上式成立，符合要求。
4.2型芯的計(jì)算
噴嘴尺寸??? 注射機(jī)頭為球面，其球面半徑與相應(yīng)接觸的模具主流道始端凹下的球面半徑相適應(yīng)。
模具厚度??? 模具厚度H（又稱(chēng)閉合高度）必須滿(mǎn)足：
Hmin﹤H﹤Hmax
式中??? Hmin——注射機(jī)允許的最小厚度，即動(dòng)、定模板之間的最小開(kāi)距；
??????? Hmax——注射機(jī)允許的最大模厚。
注射機(jī)允許厚度150﹤H﹤250符合要求。
4.3模具型腔壁厚的
開(kāi)模行程s（合模行程）指模具開(kāi)合過(guò)程中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離。注射機(jī)的最大開(kāi)模行程與模具厚度無(wú)關(guān)，對(duì)于單分型面注射模：
Smax ≥ s = H1 + H2 + 5—10mm
式中??? H1——摧出距離（脫模距離）（mm）；
??????? H2——包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度（mm）。
開(kāi)模距離取 H1 = 20
包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度取 H2 = 40
余量取 8? 則有：Smax ≥ s = 20+20+28 =68 符合要求。
4.3.1分型面位置的確定
? 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)特性及塑料的脫模。
4.3.2分型面的形式
該塑件的模具只有一個(gè)分型面，垂直分型。
4.3.3 分型面的設(shè)計(jì)原則
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、形狀以及摧出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析。
選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則：
①???? 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處
②???? 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模
③???? 保證塑件的精度
④???? 滿(mǎn)足塑件的外觀質(zhì)量要求
⑤???? 便于模具制造加工
⑥???? 注意對(duì)在型面積的影響
⑦???? 對(duì)排氣效果
⑧???? 對(duì)側(cè)抽芯的影響
在實(shí)際設(shè)計(jì)中，不可能全部滿(mǎn)足上述原則，一般應(yīng)抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。
5澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
?澆注系統(tǒng)是指凝料熔體從注射機(jī)噴嘴射出后到達(dá)型腔之前在模具內(nèi)流經(jīng)的通道。澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道的澆注系統(tǒng)兩大類(lèi)。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注射模具設(shè)計(jì)的一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)獲得優(yōu)良性能和理想外觀的塑料制件以及最佳的成型效率有直接的影響。
該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。
澆注系統(tǒng)的尺寸是否合理不僅對(duì)塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外在質(zhì)量等影響效大，而且還在與塑件所用塑料的利用率、成型效率等相關(guān)。
對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循如下基本原則：
①???? 了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動(dòng)性。
②???? 采用尺量短的流程，以減少熱量與壓力損失。
③???? 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)有利于良好的排氣。
④???? 防止型芯變形和嵌件位移。
⑤???? 便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量。
⑥???? 澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布局同時(shí)考慮。
⑦???? 流動(dòng)距離比和流動(dòng)面積比的校核。
5.1主流道的設(shè)計(jì)
主流道的形狀和尺寸最先影響著塑料熔體的流動(dòng)速度及填充時(shí)間，必須使熔體的溫度降低和壓力降最小，且不損害其把塑料熔體輸送到最“遠(yuǎn)”位置的能力。
在臥式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為使凝料能從其中順利拔出，需設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為2°——6°。
主流道的尺寸
??? 主流道小端直徑
主流道小端直徑 d = 注射機(jī)噴嘴直徑 + 2 ～ 3
??????????????????????? = 3 + 2 ～ 3 取 d = 5（mm）。
主流道的球半徑
主流道的球半徑 SR = 10 + 1 ～ 2 取 SR = 12（mm）。
5.1.1球面配合高度
球面配合高度為 3 ～ 5 取 3（mm）。
5.1.2 主流道長(zhǎng)度
主流道長(zhǎng)度L，應(yīng)盡量小于60mm，，上標(biāo)準(zhǔn)模架及該模具結(jié)構(gòu)，取
L = 32（mm）
5.1.3主流道錐度
主流道錐角一般應(yīng)在2°——6°，取α = 4°，所以流道錐度為α/2=2°。
5.1.4主流道大端直徑
主流道大端直徑 D = d+2Ltg（α/２）（α=4°）
???????????????????? ≈ 6.3（mm）
主流道大端倒圓角
倒角 D/8 ≈ 0.6（mm）
?5.2冷料井的設(shè)計(jì)
? 根據(jù)以上數(shù)據(jù)和注射機(jī)的有關(guān)參數(shù)，設(shè)計(jì)出主流道如下圖：
5.2.1主流道形式
主流道部分在成型過(guò)程中，其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交換地反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的襯套式（俗稱(chēng)澆口套），以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼如T8A、T10A等，熱處理要求淬火53 ～ 57 HRC。主流道襯套應(yīng)設(shè)置在模具對(duì)稱(chēng)中心位置上，并盡可能保證與相聯(lián)接的注射機(jī)噴嘴同一軸心線(xiàn)。
5.2.2主流道的位置
主流道襯套的形式有兩種：一是主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成整體式，一般用于小型模具；二是主流道襯套與定位圈設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合在固定在模板上。
該模具尺寸較小，主流道襯套可以選用整體式。???
在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以?xún)?nèi)約10～25mm的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動(dòng)性能及成型性能不佳，如果這里相對(duì)較低的冷料進(jìn)入型腔，便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將主流道延長(zhǎng)以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來(lái)容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱(chēng)為冷料井（冷料穴）。
5.3分流道的設(shè)計(jì)
主流道冷料井設(shè)計(jì)成帶有摧桿的冷料井，底部由一根摧桿組成，摧桿裝于摧桿固定板上，與摧桿脫模機(jī)構(gòu)連用。冷料井的孔設(shè)計(jì)成倒錐形，便于將主流道凝料拉出。當(dāng)其被摧出時(shí)，塑件和流料凝道能自動(dòng)墜落，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。
5.3.1分流道冷料井的設(shè)計(jì)
??? 當(dāng)分流道較長(zhǎng)時(shí)，可將分流道的端部沿料流前進(jìn)方向延長(zhǎng)作為分流道冷料井，以?xún)?chǔ)存前鋒冷料，其長(zhǎng)度為分流道直徑的1.5～2倍。
5.3.2分流道的設(shè)計(jì)
該模具為一模兩腔的結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)置分流道。分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)能滿(mǎn)足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿(mǎn)型腔，并且流動(dòng)過(guò)程中壓力損失及熱量損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。
5.3.3分流道的截面面形狀
常用分流道的截面面形狀有圓形、梯形、U字形和六角形等。要減少流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大，流道的表面積小，以減少傳熱損失，因此可用流道的截面積與周長(zhǎng)的比值來(lái)表示流道的效率。圓形截面效率最高（即比表面最?。?，由于正方形流道凝料脫模困難，實(shí)際使用側(cè)面具有斜度為 5°～ 10°的梯形流道。淺矩形及半圓形截面流道，由于其效率低（比表面大），通常不采用，當(dāng)分型面為平面時(shí)，可采用梯形或U字型截面的分流道。
從上述分析，為了減少流道的熱量損失考慮到流道的效率，該模具分流道截面采用圓型截面。
5.3.4分流道的截面尺寸
分流道的截面尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的成形體積、塑件壁厚、塑件形狀、所用塑料的工藝性能、注射速率以及分流道的長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。
（1）對(duì)于壁厚小于3mm,質(zhì)量在200g以下的塑件，可用下述公式確定分流道的直徑：
D = 0.2654W L
其中?? D——流道直徑（mm）；
?????? W——塑件的質(zhì)量（g）；
?????? L——分流道的長(zhǎng)度（mm）。
此式計(jì)算的分流道直徑限于3.2 ～ 9.5 mm。
根據(jù)前面的計(jì)算數(shù)據(jù)，有
D = 0.265 × 4.139 ?× 55????? ≈ 1.5 （mm）
故不在適應(yīng)范圍。
根據(jù)分流道截面形狀與流動(dòng)理論長(zhǎng)度的關(guān)系和《塑料成形工藝與模具設(shè)計(jì)》表5-3，再考慮到ABS的成型工藝性能，可確定分流道直徑為6mm.
因此，分流道截面形狀如下圖所示：
5.3.5分流道截面
分流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，且少?gòu)澱邸?
分流道長(zhǎng)度為
L = (50 + 15) × 2 = 110 （mm）
由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.63～1.6μm，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動(dòng)阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。
5.3.6分流道的布置形式
分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響，該模具為一模兩腔，采用平衡式布置。
平衡式布置要求從主流道至各個(gè)型腔的分流道，其長(zhǎng)度、形狀、斷面尺寸等都必須對(duì)應(yīng)相等，達(dá)到各個(gè)型腔的熱平衡和塑料平衡。因此各個(gè)型腔的澆口尺寸也可以相同，達(dá)到各個(gè)型腔均衡地進(jìn)料。
該模具分流道為圓形截面，在定模座板和定模板上都開(kāi)有分流道
澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)流道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對(duì)塑件質(zhì)量影響很大。
澆口的主要作用是：
①???? 型腔充滿(mǎn)后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流；
②???? 易于切除澆口凝料；
③???? 對(duì)于多型腔的模具，用以平衡進(jìn)料；
澆口的面積通常為分流道面積的 0.03 ～ 0.09。澆口的截面有矩形和圓形兩種。澆口長(zhǎng)度約為 0.5 ～ 2 mm左右。澆口的尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定，取其下限值，然后在試模時(shí)逐步修正。
5.3.7澆口的形式及特點(diǎn)
綜合點(diǎn)澆口呼側(cè)澆口兩種澆口形式的優(yōu)缺點(diǎn)，采用剪切澆口。因?yàn)樗芗?cè)壁距離橫澆道較遠(yuǎn)，因直接在側(cè)壁進(jìn)料是很難實(shí)現(xiàn)的，因此又增設(shè)了工藝輸助澆口，從而使?jié)沧⑾到y(tǒng)進(jìn)一步完善。這種澆口形式主要有以下優(yōu)點(diǎn)：一是塑件表面無(wú)澆口痕跡，并且外表面無(wú)明顯的熔接痕，所以外觀質(zhì)量較好。二是澆口的位置和數(shù)量可視塑件的質(zhì)量而增加、減少或改變澆口的位置、模具修改也比較方便。三是在塑件頂出的同時(shí)，澆口剪斷并脫落，可節(jié)省去毛刺工序，并有得于機(jī)床自動(dòng)化。從塑料流程盡量一致的原則出發(fā)，采用了兩個(gè)剪切澆口處都設(shè)有頂桿，用以切斷剪切澆口，其工藝輔助澆口可手工去除。
5.3.8澆口尺寸的確定
澆口結(jié)構(gòu)尺寸可由經(jīng)驗(yàn)公式，并由《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》之《輕工模具手冊(cè)之一》中圖3-31 查得，澆口深度 h = 0.5 ～ 2.0
h = n t = 0.8 取 h = 1 （mm）
式中??? h——澆口深度（mm）;
??????? n——塑料系數(shù)，由塑料性質(zhì)決定；
??? ????t——塑件壁厚（mm）.
澆口寬度 b = 1.5 ～ 5.0
?取 b = 1.8 （mm）
式中??? A——塑件型腔表面積。
澆口長(zhǎng)度 l = 0.5 ～ 1.75
為了去除澆口方便，澆口長(zhǎng)度 l 也可取 0.7～2.5。所以可取 l = 1.0 （mm）
注：其尺寸實(shí)際應(yīng)用效果如何，應(yīng)在試模中檢驗(yàn)與改進(jìn)。
5.3.9澆口位置的選擇
澆口位置的選擇對(duì)塑件質(zhì)量的影響極大。選擇澆口位置時(shí)應(yīng)遵循如下原則：
①???? 避免塑件上產(chǎn)生缺陷；
②???? 澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件截面最厚處；
③???? 有利于塑料熔體的流動(dòng)；
④???? 的利于型腔的排氣；
⑤???? 考慮塑件受力情況；
⑥???? 增加熔接痕牢度；
⑦???? 流動(dòng)定向方位對(duì)塑件性能的影響；
⑧???? 澆口位置和數(shù)目對(duì)塑件變形的影響；
⑨???? 校核流動(dòng)比；
⑩???? 防止型芯或嵌件擠壓位移或變形。
此外，在選擇澆口位置和形式時(shí)，還應(yīng)考慮到澆口容易切除，痕跡不明顯，不影響塑件外觀質(zhì)量，流動(dòng)凝料少等因素。
6分型面的選擇與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
對(duì)于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長(zhǎng)度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過(guò)調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。
6.1分型面的選擇塑件成形工藝分析
對(duì)工業(yè)上使用較合理的30多副注射模具，根據(jù)所用注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格，作了幾種塑料熔體的充模計(jì)算，結(jié)果認(rèn)為主流道和分流道的剪切速率γ=5 10?～5 10?s-1，澆口剪切速率γ=104~105 s-1，平衡系統(tǒng)的充模過(guò)程近似于等溫流動(dòng)。
?? γ=f（Q，Rn）的關(guān)系式可用如下的經(jīng)驗(yàn)公式表達(dá)：
式中??? γ——熔體在流道中的剪切速率（s-1）
Q——熔體在流道中的體積流率（cm3/s）
Rn——澆注系統(tǒng)斷面當(dāng)量半徑（cm）
確定適當(dāng)?shù)募羟兴俾师?
澆注系統(tǒng)各段的γ值如下：
（1）主流道： γs=5 10?s-1
（2）分流道： γr=5 10? s-1
（3）點(diǎn)澆口： γQ=105 s-1
（4）其它澆口：γQ=5 10?～5 104 s-1
確定體積流率Q
澆注系統(tǒng)中各段的Q值是不同的。
主流道的Qs
根據(jù)模具成型塑件的體積和所用注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格，由下式計(jì)算：? (cm3/s)
式中???? Qs——主流道的體積流率 (cm3/s)；
——注射時(shí)間 （s）；
QP——模具成型塑件的體積，通常取 QP? = （0.5～0.8）Qn；
Qn——注射機(jī)的分稱(chēng)注射量。
由《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》之《輕工模具手冊(cè)之一》中表3-10 ，可根據(jù)注射機(jī)的公稱(chēng)注射量查得注射時(shí)間 =1.0s。
所以=24.3064/1≈24.3 (s)
分流道的QR和澆口處的QG
對(duì)于多點(diǎn)進(jìn)料的單腔模，或各型腔相同的多腔模，若分流道采用平衡式布置，則各分流道及澆口中的體積流率為：
QR = QG = Qs /m ?(cm3/s)
式中??? QR，QG——分流道或澆口中的體積流率 (cm3/s)；
??????? m——分流道的數(shù)目。
所以QR = QG =24.3/2=12.15 (cm3/s)
由上述經(jīng)驗(yàn)公式可算出
主流道（mm）
分流道（mm）
澆口（mm）
6.2排氣槽的設(shè)計(jì)
以上澆注系統(tǒng)斷面的確定也可以根據(jù)γ—Q—Rn 關(guān)系曲線(xiàn)圖直接查得。
?第六章 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用
在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)中，盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)模架，確定出標(biāo)準(zhǔn)模架的形式，規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)。
模架尺寸確定之后，對(duì)模具有關(guān)零件要進(jìn)行必要的強(qiáng)度或剛度計(jì)算，以校核所選模架是否適當(dāng)，尤其時(shí)對(duì)大型模具，這一點(diǎn)尤為重要。
標(biāo)準(zhǔn)件包括通用標(biāo)準(zhǔn)件及模具專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)件兩大類(lèi)。通用標(biāo)準(zhǔn)件如緊固件等。模具專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)件如定位圈、澆口套、推桿、推管、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模具專(zhuān)用彈簧、冷卻及加熱元件，順序分型機(jī)構(gòu)及精密定位用標(biāo)準(zhǔn)組件等。
由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，可選用標(biāo)準(zhǔn)模架 200×L，其中L取315mm，可符合要求。
模架上要有統(tǒng)一的基準(zhǔn)，所有零件的基準(zhǔn)應(yīng)從這個(gè)基準(zhǔn)推出，并在模具上打出相應(yīng)的基準(zhǔn)標(biāo)記。一般定模座板與定模固定板要用銷(xiāo)釘定位；動(dòng)、定模固定板之間通過(guò)導(dǎo)向零件定位；脫出固定板通過(guò)導(dǎo)向零件與動(dòng)?；蚨９潭ò宥ㄎ唬荒＞咄ㄟ^(guò)澆注套定位圈與注射機(jī)的中心定位孔定位；動(dòng)模墊板與動(dòng)模固定板不需要銷(xiāo)釘精確定位；墊快不需要與動(dòng)模固定板用銷(xiāo)釘精確定位；頂出墊板不需與頂出固定板用銷(xiāo)釘精確定位。
模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。
兩模板之間應(yīng)有分模隙，即在裝配、調(diào)試、維修過(guò)程中，可以方便地分開(kāi)兩塊模板。分模隙常見(jiàn)形式如下：
定模固定板（定模座板）（250 315，厚25mm）
主流道襯套固定孔與其為H7/m6過(guò)渡配合；
通過(guò)6個(gè)?10的內(nèi)六角螺釘與定模固定板連接；
定模墊板通常就是模具與注射機(jī)連接處的定模板。
定模板（200 315，厚25mm）
上面的型腔為整體式；
有四個(gè)型芯固定孔；
其導(dǎo)柱固定孔與導(dǎo)柱為H7/m6過(guò)渡配合。
動(dòng)模固定板（250 315，厚25mm）
用于固定型芯（凸模）、導(dǎo)套。為了保證凸?；蚱渌慵潭ǚ€(wěn)固，固定板應(yīng)有一定的厚度，并有足夠的強(qiáng)度，一般用45鋼或Q235A制成，最好調(diào)質(zhì)230～270HB；
導(dǎo)套孔與導(dǎo)套為H7/m6或H7/k6配和；
型芯孔與其為H7/m6過(guò)渡配合。
動(dòng)模板（200 315，厚32mm）
其注射機(jī)頂桿孔為?50mm；
其上的推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用H7/m6配合。
動(dòng)模墊板（又稱(chēng)支承板）（200 315，厚32mm）
墊板是蓋在固定板上面或墊在固定板下面的平板，它的作用是防止型腔、型芯、導(dǎo)柱或頂桿等脫出固定板，并承受型腔、型芯或頂桿等的壓力，因此它要具有較高的平行度