電視遙控器鍵盤蓋的注塑模設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】

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摘 要 模具生產(chǎn)是一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，全世界每年模具的產(chǎn)值達(dá)數(shù)億美圓，模具的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，且增值大，利潤率高。我國是一個(gè)模具生產(chǎn)和使用的大國，我省是一個(gè)模具生產(chǎn)和使用大省，每年對(duì)模具人才的需求量很大，特別是塑料模具，我省的需要量更大，掌握模具設(shè)計(jì)和制造知識(shí)和技能的大學(xué)生具有廣泛的應(yīng)用前景。 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)介紹了注射機(jī)的選擇、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)過程；對(duì)模具結(jié)構(gòu)與注射機(jī)的匹配進(jìn)行了校核；并用autoCAD繪制了一套模具裝配圖和零件圖。 本文是關(guān)于對(duì)電視機(jī)遙控器鍵盤蓋的注塑模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，分為注射模具的設(shè)計(jì)和模具裝配。先用PRO/ENGINEER WILDFIRE2.0實(shí)體設(shè)計(jì)做成3D實(shí)體，然后是對(duì)凸模、凹模、澆注系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)和頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),選擇標(biāo)準(zhǔn)零件,設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)件；再用Pro/e＿emx4.1實(shí)體設(shè)計(jì)進(jìn)行模架的裝配。 關(guān)鍵詞：電視機(jī)遙控器鍵盤蓋　　注射模設(shè)計(jì)　　PRO/ENGINEER Abstract The molding tool production is a huge industry system, the production value of the molding tool reaches to annually several hundred million dollars, the application of the molding tool is very extensive, and increases in value greatly, the profit margin is high.Our country is a big country that molding tool produces and uses.Our province is a big province that molding tool to produce and use,and our province need many molding tool talented person's annually, especially the plastics molding tool, the amount of demand of our province is larger, the university student who controls the molding tool design and makes the knowledge and technical ability has extensive applied foreground. This design introduced the injection takes shape the basic principle,specially single divides injects the mold the structure and theprinciple of work, to cast the product to propose the basic principle of design; In detail introduced the injection machine choice, the coldflow channel injection mold pour the system, the temperature controlsystem and goes against the system the design process; To has carriedon the examination to the mold structure and the injection machinematch; And has drawn up set of molds assembly drawings and the detaildrawing with autoCAD. This article focuses on the computer aided design for the plastics injection mold of landline the keyboard of TV remote, dividing into injection mold design and mold simulation assembly. First to make 3D entities by using physical design in PRO/ENGINEER WILDFIRE 2.0, and design for the punch, mold, pouring system, institutions and stripping and top agencies. Choose the standard parts for non-standard design. To make the mold assembly by using physical design in PRO/ENGINEER_EMX4.1. Key words: The keyboard of TV remote 　　PRO/ENGINEER　　design for the plastics injection mold. 目 錄 摘 要 I Abstract II 目 錄 III 第一章 緒 論 - 1 - 1.1 概 述 - 1 - 1.2 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 - 1 - 1.3 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀 - 2 - 1.4 世界五大塑料生產(chǎn)國的產(chǎn)能狀況 - 4 - 1.5 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 - 5 - 1.6 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn) - 6 - 1.7 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 - 6 - 第二章 塑料制品的分析 - 8 - 2.1 塑料定義及特性 - 8 - 2.2 塑料的分類 - 9 - 2.3 塑料的流動(dòng)性介紹 - 9 - 2.4 塑料制品設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)及常用塑料成型參數(shù) - 9 - 2.4.1 塑料制品設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) - 9 - 2.4.2 常用塑料的成型參數(shù) - 10 - 2.5 成型注意事項(xiàng) - 10 - 2.6 常見塑料性能及應(yīng)用范圍 - 11 - 第三章 電視機(jī)遙控器鍵盤蓋模型設(shè)計(jì) - 15 - 3.1 電視機(jī)遙控器鍵盤蓋模型設(shè)計(jì) - 15 - 第四章　電視機(jī)遙控器鍵盤蓋注射模設(shè)計(jì) - 17 - 4.1 分析塑件使用材料的種類及工藝特性 - 17 - 4.1.1 分析制品材料 - 17 - 4.1.2 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 - 18 - 4.1.3 確定型腔數(shù)目 - 18 - 4.1.4 選擇分型面 - 19 - 4.1.5 型腔的布置 - 19 - 第五章　成型設(shè)備的選擇及校核 - 20 - 5.1 塑件注射工藝參數(shù)的確定 - 20 - 5.2 注射機(jī)的選用原則 - 20 - 5.3 注射機(jī)的選擇 - 21 - 5.3.1 制品體積和質(zhì)量的確定 - 21 - 5.3.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 - 21 - 5.3.3 計(jì)算注射機(jī)的最大注塑量 - 21 - 5.4 注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核 - 22 - 5.4.1 注射壓力的校核 - 22 - 5.4.2 鎖模力校核 - 23 - 第六章　成型零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和尺寸計(jì)算 - 24 - 6.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 24 - 6.1.1 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（型芯） - 25 - 6.1.2 成型零件鋼材的選用 - 25 - 6.2 成型零件尺寸的計(jì)算 - 26 - 6.2.1 塑件精度及其影響因素 - 26 - 6.2.2 凹模和型芯的徑向或深度的尺寸計(jì)算 - 26 - 6.3 成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 - 27 - 6.3.1 凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算 - 27 - 6.3.2 動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 - 28 - 6.4 側(cè)向抽芯的設(shè)計(jì) - 28 - 第七章　模架的確定 - 30 - 7.1 各模板尺寸的確定 - 30 - 7.1.1 模板的選擇 - 30 - 7.1.2 模架各尺寸的校核 - 30 - 7.1.3 墊塊與推板尺寸的確定 - 30 - 第八章　排氣槽位置的設(shè)計(jì) - 32 - 第九章　脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) - 33 - 9.1 推出方式的確定 - 33 - 9.2 脫模力的計(jì)算 - 33 - 9.3 推桿的尺寸、數(shù)量和布置 - 33 - 第十章　澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) - 35 - 10.1 澆注系統(tǒng)的組成 - 35 - 10.1.1 主流道的設(shè)計(jì) - 35 - 10.2.1 分流道的設(shè)計(jì) - 35 - 10.2.2 分流道的表面粗糙度和脫模斜度 - 36 - 10.3.1 側(cè)分流道的設(shè)計(jì) - 36 - 10.4.1 澆口的設(shè)計(jì) - 36 - 第十一章　冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) - 37 - 11.1 冷卻介質(zhì) - 37 - 11.2 冷卻系統(tǒng)的簡單計(jì)算 - 37 - 第十二章　導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) - 39 - 12.1 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的選擇 - 39 - 12.1.1 導(dǎo)柱設(shè)計(jì) - 39 - 12.1.2 導(dǎo)套設(shè)計(jì) - 39 - 第十三章　塑料模具的材料及熱處理 - 41 - 13.1 料模具材料應(yīng)具備的條件 - 41 - 13.2 模具材料與熱處理列表 - 42 - 第十四章　繪制總裝配圖和零件圖 - 43 - 14.1 繪制模具裝配圖 - 43 - 14.2 零件圖的繪制 - 43 - 設(shè)計(jì)總結(jié) - 44 - 致 謝 - 45 - 參考文獻(xiàn) - 46 - 附件 英文文獻(xiàn)翻譯 - 47 - V 第一章 緒 論 1.1 概 述 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。 1.2 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(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)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(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，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)在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，這一市場占整個(gè)模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005年將達(dá)到170種。一個(gè)型號(hào)的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。為了適應(yīng)市場的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時(shí)約有80％的模具需要更換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國摩托車共有14種排量80多個(gè)車型，1000多個(gè)型號(hào)。單輛摩托車約有零件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)的摩托車生產(chǎn)需1000副模具，總價(jià)值為1000多萬元。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。 目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(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)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。 模具主要類型有：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。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，鍛模可分為預(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。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。 1.3 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀 自20世紀(jì)80年代以來，我國的經(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。 目前，我國17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的專業(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)和私營企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營的模具企業(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)和私營企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國國內(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)品的市場競爭能力，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，作為商品銷售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占50％（中國臺(tái)灣：40％），塑料模具約占33％（中國臺(tái)灣：48％），壓鑄模具約占6％（中國臺(tái)灣：5％），其他各類模具約占11（中國臺(tái)灣：7％）。 中國臺(tái)灣模具產(chǎn)業(yè)的成長，分為萌芽期（1961～1981），成長期（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，在國際化，自由化和國際分工的潮流下，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)，朝向開發(fā)高附加值與進(jìn)口依賴高的模具。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)車用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具。 1.4 世界五大塑料生產(chǎn)國的產(chǎn)能狀況 美國塑料(原料)的產(chǎn)量多年來一直雄居各國之首。早在80年代前期，美國塑料產(chǎn)量就已達(dá)2000萬噸之多，1986年增至23l0萬噸，占全球總產(chǎn)量8100噸的28.5％，此后美國塑料產(chǎn)量繼續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)定增長之勢，1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和1998年分別增加到2710萬噸、2810萬噸、3010萬噸、3410萬噸、4000萬噸和4360萬噸，占世界總產(chǎn)量的比例從1996年起提高到30％以上。2001年美國塑料產(chǎn)量為4170萬噸，其中以聚乙烯為最多，達(dá)1500多萬噸。其次分別是氯乙烯650萬噸、聚丙烯720萬噸、聚苯乙烯對(duì)酞酸脂320萬噸、聚苯乙烯280萬噸。國內(nèi)塑料消費(fèi)量(產(chǎn)量+進(jìn)口量一出口量)，美國也是全球最多的。美國的全部塑料消費(fèi)量2001年為4280萬噸。美國人均塑料消費(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。美國現(xiàn)有各種大小塑料企事業(yè)單位1萬多家，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500人的占近4％，職工總數(shù)近90萬人。在美國塑料制品加工業(yè)的就職人數(shù)達(dá)110萬，2001年的出貨金額為2150億美元，人均出貨金額為195美元。 德國是世界最大的塑料(原料)生產(chǎn)國之一，上世紀(jì)90年代初的1991年、1992年和1993年，德國塑料產(chǎn)量都為990多萬噸，1994年增達(dá)超過1000萬噸的1110萬噸．1998年達(dá)近1300萬噸，1999年為近1400萬噸，2000年增至1550萬噸，超過日本為世界第2大塑料生產(chǎn)國，2001年上升為1580萬噸，2002年已過1600萬噸。2001年德國生產(chǎn)的種種塑料原料中，聚乙烯為285萬噸(低密度聚乙烯160萬噸，高密度聚乙烯125萬噸)，氯乙烯175萬噸，聚丙烯160萬噸。德國2001年的國內(nèi)塑料消費(fèi)量為1280萬噸，其中聚乙烯265萬噸，聚丙烯155萬噸．氯乙烯152萬噸。德國人均塑料消費(fèi)量2001年為160公斤，在世界上僅少于比利時(shí)的172公斤，高于美國的155公斤，排在世界第2位。德國塑料制品加工業(yè)的職工總計(jì)有近30萬人，2001年的出貨金額為360億美元，人均126美元。德國塑料制品加工企業(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％。 中國塑料工業(yè)多年持續(xù)高速增長，1991年產(chǎn)量僅為250萬噸，1995年增為350萬噸，1998年超過700萬噸，到2002年已增達(dá)約1400萬噸，超過日本而成為世界第3大塑料原料生產(chǎn)國。中國今年塑料制品市場將持續(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，需求量將超過2500萬噸。其中包裝塑料制品今年需求量將超過850萬噸，工程塑料制品需求量將達(dá)400萬噸左右，建材塑料制品需求量將達(dá)300萬噸以上，農(nóng)用塑料制品需求量將在500萬噸左右，日用塑料制品需求量約為80萬噸左右。 日本在很長的時(shí)期內(nèi)都是僅次于美國的世界第2大塑料生產(chǎn)國。一直到1997年，日本塑料產(chǎn)量曾經(jīng)連續(xù)多年增長，年產(chǎn)量在70年代中期就已達(dá)500多萬噸，1987年突破1000萬噸，1991年達(dá)約1300萬噸，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1225萬噸。從1994年起產(chǎn)量再度增長，1994年、1995年和1996年分別回升到1300萬噸、1400萬噸和1470萬噸，1997年的產(chǎn)量又比上年增長3.7％，達(dá)到1521萬噸，首次超過1500萬噸。但這種增勢在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1432萬噸和1445萬噸，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1400萬噸以下的1364萬噸和1361萬噸。2002年日本塑料(原料)產(chǎn)量減為1361萬噸。而中國則增為1366萬噸，日本又退居第4位。 韓國塑料產(chǎn)量增長十分迅速，1986年超過200萬噸，1990年增達(dá)300萬噸，1992年突破500萬噸，1994年、1996年和1997年分別上升到600多萬噸、700多萬噸和800多萬噸，1998年產(chǎn)量增至850萬噸，1999年突破900萬噸，2001年達(dá)1200萬噸，躋身于世界5大塑料生產(chǎn)國之列。韓國塑料原料產(chǎn)品中以聚乙烯居首，2001年產(chǎn)量為340萬噸(低密度聚乙烯160萬噸，高密度聚乙烯180萬噸)，聚丙烯以238萬噸排在第2位，其次分別是聚酯161萬噸、氯乙烯124萬噸、ABS·AS樹脂86萬噸、聚苯乙烯77萬噸。韓國國內(nèi)塑料消費(fèi)量2001年420萬噸，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，韓國塑料制品加工業(yè)的職工總數(shù)2001年為3.1萬人，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名的國家和地區(qū)還有法國660萬噸、比利時(shí)600萬噸、中國臺(tái)灣598萬噸、加拿大432萬噸和意大利385萬噸(均為2001年產(chǎn)量)。 1.5 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 20世紀(jì)80年代開始，發(fā)達(dá)工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以15％的增長速度快速發(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)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級(jí)制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國。 中國塑料模工業(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)。 盡管我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國家的模具工業(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，以縮小與國際先進(jìn)水平的距離。 （1）注重開發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國轎車，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。 1.6 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是電視遙控器鍵盤蓋注射模具CAD與抽芯機(jī)構(gòu)建模，此產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)和內(nèi)部結(jié)三維CAD的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)。而且經(jīng)過多年的發(fā)展，其功能不斷完善，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，所以此次設(shè)計(jì)選用Pro/ENGINEER進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、三維建模、分模，這是比較方便，比較有效率的的方法。 Pro/ENGINEER是一個(gè)基于三維特征、關(guān)聯(lián)、基于歷史、參數(shù)化的健壯的實(shí)體建模系統(tǒng)，用于零件和裝配體的設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、制造以及分析，目前已是世界上最為普及的CAD/CAM軟件，基本上成為械、電子、模具、工業(yè)設(shè)計(jì)、汽車、航空航天、家電、玩具等行業(yè)，是一個(gè)全方位的3D產(chǎn)品開發(fā)軟件。 1.7 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 1.計(jì)算內(nèi)容與方案確定 （1）、電視遙控器鍵盤蓋的結(jié)構(gòu)CAD ①、以硬件布局為參考直接進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)； ②、采用簡單明了的零件命名規(guī)則； ③、設(shè)計(jì)方法：自頂向下； ④、設(shè)計(jì)流程 （2）、電視遙控器鍵盤蓋的模具設(shè)計(jì) ①、成形零件設(shè)計(jì)：動(dòng)、定模型腔尺寸的計(jì)算和布置； ②、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算：頂出機(jī)構(gòu)、抽芯機(jī)構(gòu)、冷卻、澆注、排氣系統(tǒng)等尺寸 的計(jì)算與布置； ③、強(qiáng)度設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)及各部件的強(qiáng)度校核； （3）、電視機(jī)遙控器鍵盤蓋的開模及模架的裝配 2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容 （1）、Pro/E環(huán)境下電視遙控器鍵盤蓋的結(jié)構(gòu)CAD即三維建模； （2）、Pro/E環(huán)境下電視遙控器鍵盤蓋的模具設(shè)計(jì)； （3）、電視遙控器鍵盤蓋的開模及模架的裝配 第二章 塑料制品的分析 2.1 塑料定義及特性 塑料是人們用化學(xué)方法合成出來的一種新型材料。它是指以高分子化合物為主要成分，并在加工為制品的某階段可流動(dòng)成型的材料。 塑料的品種很多，不同品種的塑料具有不同的特性，現(xiàn)將塑料的主要特性及用途分述如下： (1)質(zhì)量輕 塑料一般都比較輕，它的實(shí)體比重約在0.83～2.2范圍，多數(shù)介與1～1.5之間。由于質(zhì)量輕，塑料特別適合制造輕巧的日用品和家用電器零件。 (2)比強(qiáng)度高 如果按單位質(zhì)量來計(jì)算材料的抗拉強(qiáng)度（稱之為比強(qiáng)度），則塑料并不遜于金屬，有些塑料，如工程塑料、碳纖維增強(qiáng)塑料等，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過金屬。所以，一般塑料除制造日常用品外，還可用于工程機(jī)械中。 (3)耐化學(xué)腐蝕能力強(qiáng) 塑料的特點(diǎn)之一是耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)于金屬和木材。一般塑料對(duì)酸、堿、鹽等化學(xué)藥品的腐蝕均有抵抗能力。 (4)絕緣性能好 塑料對(duì)電、熱、聲都有良好的絕緣性能，被廣泛地用來制造電絕緣材料、絕緣保溫材料以及隔音吸音材料。塑料的優(yōu)越電氣絕緣性能和極低的介電損耗性能，可以與陶瓷和橡膠媲美。 (5)光學(xué)性能好 塑料的折射率較高，并且具有很好的光澤。不加填充劑的塑料大都可以制成透光性良好的制品，如有機(jī)玻璃、聚苯乙烯、聚碳酸酯等都可制成晶瑩透明的制品。目前，這些塑料已廣泛地用來制造玻璃窗、罩殼、透明薄膜以及光導(dǎo)纖維材料。 (6)加工性能好，經(jīng)濟(jì)效益顯著 塑料具有容易成型、成型加工周期短的特性，將塑料做成塑料制件，所需專用設(shè)備投資少、能耗低。特別是與金屬制件加工相比，加工工序少，成型周期短，加工過程中的邊角廢料多數(shù)可回收再用，因此塑料制件的總體經(jīng)濟(jì)效益顯著。 2.2 塑料的分類 目前，塑料品種已達(dá)300多種，常見的約30多種。我們可根據(jù)塑料的制造方成型工藝及其用途將它們進(jìn)行分類。 (1) 按制造方法分類 合成樹脂的制造方法主要是根據(jù)有機(jī)化學(xué)中的兩種反應(yīng)：聚合反應(yīng)和縮聚反應(yīng)。因此，可將塑料劃分成聚合樹脂和縮聚樹脂兩類。 (2) 按成型性能分類 根據(jù)成型工藝性能，塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩類。熱塑性塑料主要由聚合樹脂制成，熱固性塑料大多數(shù)是以縮聚樹脂為主，加入各種添加劑制成的。 (3) 按用途分類 按照用途塑料又可分為通用塑料、工程塑料及特殊用途的塑料等。隨著塑料應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，通用塑料和工程塑料之間的界限已越來越難劃分。 2.3 塑料的流動(dòng)性介紹 塑料在一定溫度與壓力下填充型腔的能力稱為流動(dòng)性。這是模具設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的一個(gè)重要工藝參數(shù)。流動(dòng)性大易造成溢料過多，填充型腔不密實(shí)，塑件組織疏松，樹脂、填料分頭聚積，易粘模、脫模及清理困難，硬化過早等弊病。但流動(dòng)性小則填充不足，不易成形，成形壓力大。所以選用塑料的流動(dòng)性必須與塑件要求、成形工藝及成形條件相適應(yīng)。熱塑性塑料流動(dòng)性一般可根據(jù)分子量、熔融指數(shù)、阿基米德螺旋線長度、表現(xiàn)粘度及流動(dòng)比（流程長度/塑件壁厚）等一系列指數(shù)進(jìn)行分析。分子量小、熔融指數(shù)高、螺旋線長度長、表現(xiàn)粘度小,流動(dòng)比大的則流動(dòng)性好。 模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)流動(dòng)性能來考慮澆注系統(tǒng)、分型面及進(jìn)料方向等等。成型時(shí)還可通過控制溫度、模溫、注射壓力及注射速率等因素來調(diào)節(jié)注射成型過程以滿足對(duì)制件質(zhì)量的要求。 2.4 塑料制品設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)及常用塑料成型參數(shù) 2.4.1 塑料制品設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 塑料制件主要是根據(jù)使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。要想獲得優(yōu)質(zhì)的塑件，塑件本身必須具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，這樣不僅可使成型工藝得以順利進(jìn)行，而且能得到最佳的經(jīng)濟(jì)效益。塑件設(shè)計(jì)主要原則如下： (1) 在保證使用性能、物理性能、力學(xué)性能、電氣性能、耐化學(xué)腐蝕性能和耐熱性能等的前提下，盡量選用價(jià)格低廉和成型性能較好的塑料。同時(shí)還應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單、壁厚均勻、成型方便。 (2) 在設(shè)計(jì)塑件時(shí)，還應(yīng)考慮其模具的總體結(jié)構(gòu)，使模具型腔易于制造，模具抽芯和推出機(jī)構(gòu)簡單。 (3) 塑件形狀有利于模具分型、排氣、補(bǔ)縮和冷卻。此外，在塑件成型以后盡量不再進(jìn)行機(jī)械加工。 2.4.2 常用塑料的成型參數(shù) 常用塑料成型參數(shù)對(duì)比表2-1 塑料類型 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS） 聚碳酸酯(PC) 注射機(jī)類型 螺桿式 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速 30～60 r/min 20～30r/min 機(jī)筒溫度 前段? ? 200～210 前段? ? 230～250 中段? ???210～230 中段? ???240～260 后段? ???180～200 后段? ???210～230 噴嘴 180～190 （直通式） 220～240 （直通式） 模具溫度 50～70 60～80 注射壓力 70～90 Mpa 80～130 MPa 保壓力 保壓時(shí)間相對(duì)較短，為50～70 Mpa 40～60 MPa 注射時(shí)間 3～5 S 0～5 S 保壓時(shí)間 15～30 S 20～40 S 冷卻時(shí)間 15～30 S 20～40 S 成型周期 40～70 S 50～90 S 收縮率 0.4～0.7 ％ 0.6％～0.8％，若為玻璃增強(qiáng)類型，為 0.2％～0.4％ 澆口系統(tǒng) 可使用點(diǎn)式澆口和熱流道；最小壁厚不應(yīng)小于0.7 mm，因?yàn)锳BS流動(dòng)性較差。 澆口直徑應(yīng)該至少等于制品最大壁厚的60%～70%，但是澆口直徑至少為1.2mm（澆口斜度為3～5°,或表面質(zhì)量好的制品需要2°）；對(duì)壁厚均勻的較小制品可采用點(diǎn)式澆口 2.5 成型注意事項(xiàng) 為了解決增強(qiáng)塑料的工藝弊病，在成形時(shí)應(yīng)注意下列事項(xiàng)： (1) 宜用高溫、高壓、高速注射。 (2) 模溫宜取高（對(duì)結(jié)晶性料應(yīng)按要求調(diào)節(jié)）,同時(shí)應(yīng)防止樹脂玻纖分頭聚積,玻纖裸露及局部燒傷。 (3) 保壓補(bǔ)縮應(yīng)充分。 (4) 塑件冷卻應(yīng)均勻。 (5) 料溫、模溫變化對(duì)塑件收縮影響較大,溫度高收縮大,保壓及注射壓力增大,可使收縮變小但影響較小。 (6) 由于熱剛性好,熱變形溫度高可在較高溫度時(shí)脫模,但要注意脫模后均勻冷卻。 (7) 應(yīng)選用適當(dāng)?shù)拿撃? (8) 宜用螺桿式注射機(jī)成形。尤其對(duì)長纖維料必須用螺桿式注射機(jī)加工,如果沒有螺桿式注射機(jī)則應(yīng)在造粒后象短纖維料一樣才可在柱塞式注射機(jī)上加工[1]。 2.6 常見塑料性能及應(yīng)用范圍 常見塑料性能及應(yīng)用范圍見下表： 表2-2 常見塑料性能及應(yīng)用范圍表[2] 塑料品種 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 使用溫度 化學(xué)穩(wěn)定性 性能特點(diǎn) 成型特點(diǎn) 主要用途 聚乙烯 線型結(jié)構(gòu)結(jié)晶型 小于80 較好，但不耐強(qiáng)氧化劑 質(zhì)軟，機(jī)械性能較差，表面硬度低 成型性能好粘度與剪切速率較大，可不預(yù)熱 薄膜、管、繩、容器、電器絕緣零件、日用品等 聚氯乙烯 線型結(jié)構(gòu)無定型 -15～55 不耐強(qiáng)酸同堿溶液，能溶于甲苯、松節(jié)油、脂肪醇、環(huán)已酮溶劑 性能取決于配方，叫廣泛 成型性能較差，加工溫度范圍窄，熱成型前有道捏合工序 很廣泛，薄膜、管、板、容器、電纜、人造革、鞋類、日用品等。 聚丙烯 線型結(jié)構(gòu)結(jié)晶型 10～120 較好 耐寒性差，光氧作用下易降解老化，機(jī)械性能比聚乙烯好 成型時(shí)收縮率大，成型性能好，易產(chǎn)生變形等缺陷 板、片、透明薄膜、絕緣零件、汽車零件、閥門配件、日用品等 塑料品種 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 使用溫度 化學(xué)穩(wěn)定性 性能特點(diǎn) 成型特點(diǎn) 主要用途 聚苯乙烯 線型結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型 -30～80 較好，對(duì)氧化劑、苯、四氯化碳、酮、酯類的抵抗力較差 透明性好，電性能好，抗拉抗彎強(qiáng)度高，但耐磨性差，質(zhì)脆，抗沖擊強(qiáng)度差 成型性能很好，成型前可不干燥，但注射時(shí)應(yīng)防止淌料，制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，易開裂 裝飾制品、儀表殼、燈罩、絕緣零件、容器、泡沫塑料、日用品等 聚酰胺 （尼龍） 線型結(jié)構(gòu)結(jié)晶型 小于100（尼龍6） 較好，不耐強(qiáng)酸和氧化劑，能溶于甲酚、苯酚、濃硫酸等 抗拉強(qiáng)度、硬度、耐磨性、自潤滑性突出，吸水性強(qiáng) 熔點(diǎn)高，熔融溫度范圍較窄，成型前原料要干燥。熔體粘度低，要防止流涎和溢料，制品易產(chǎn)生變形等 耐磨零件及傳動(dòng)件，如齒輪、凸輪、滑輪等；電氣零件中的骨架外殼、閥類零件、單絲、薄膜、日用品等 ABS 線型結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型 小于70 較好 機(jī)械強(qiáng)度，耐磨性較好。但耐熱性較差，吸水性較大 成型性能很好，成型前原料要干燥 應(yīng)用廣泛，如電器外殼、汽車儀表盤、日用品 塑料品種 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 使用溫度 化學(xué)穩(wěn)定性 性能特點(diǎn) 成型特點(diǎn) 主要用途 烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）聚甲基丙 線型結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型 小于80 較好，但不耐無機(jī)酸，會(huì)溶于有機(jī)溶劑 是透光率最高的塑料，質(zhì)輕堅(jiān)韌，電氣絕緣性能較好，表面硬度不高，質(zhì)脆易開裂 成型前原料要干燥，注射成型時(shí)速度不能太高 透明制品，如窗玻璃、光學(xué)鏡片、燈罩等 聚甲醛 線型結(jié)構(gòu)結(jié)晶型 小于100 較好，但不耐強(qiáng)酸 綜合力學(xué)性能突出，比強(qiáng)度比剛度接近金屬 成型收縮率大，流動(dòng)性好。熔融凝固速度快，注射注射速度要快，注射壓力不宜高。熱穩(wěn)定性較差 可代替鋼、銅、鋁、鑄鐵等制造多種結(jié)構(gòu)零件及電子產(chǎn)品中的許多結(jié)構(gòu)零件 聚碳酯酯 線型結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型 小于130℃耐寒性好，脆化溫度-100 有一定的化學(xué)穩(wěn)定性，不耐堿、酮、酯等 透光率較高，介電性能好，吸水性小，力學(xué)性能很好，抗沖擊抗蠕變性能突出，但耐磨性較差 熔融溫度高，熔體粘度大，成型前原料需干燥，粘度對(duì)溫度敏感制品要進(jìn)行后處理 在機(jī)械上用作齒輪、凸輪、蝸輪、滑輪等，電機(jī)電子產(chǎn)品零件，光學(xué)零件等 氟塑料 線型結(jié)構(gòu)結(jié)晶型 -195～250 非常好，可耐一切酸、堿、鹽溶液及有機(jī)溶劑 摩擦系數(shù)小，電絕緣性能好。但力學(xué)性能不高，剛度差 成型困難，流動(dòng)性差，成型溫度高且范圍小，需高溫高壓成型，一般采用燒結(jié)成型 防腐化工領(lǐng)域的產(chǎn)品、電絕緣產(chǎn)品、耐熱耐寒產(chǎn)品、字潤滑制品 塑料品種 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 使用溫度 化學(xué)穩(wěn)定性 性能特點(diǎn) 成型特點(diǎn) 主要用途 酚醛塑料 樹脂是線型結(jié)構(gòu) ，塑料成型后變成體型結(jié)構(gòu) 小于200 不耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿幾硝酸 表面硬度高，剛性大，尺寸穩(wěn)定，電絕緣性好，缺點(diǎn)是質(zhì)脆，沖擊強(qiáng)差 適合壓縮成型，成型性能好，模溫對(duì)流動(dòng)性影響大，注意預(yù)熱和排氣 根據(jù)添加劑的不同可制成各種塑件，用途廣泛 氨基塑料 結(jié)構(gòu)上有-NH2基，樹脂是線型結(jié)構(gòu)，成型后變成體型結(jié)構(gòu) 與配方有關(guān)，最高可達(dá)200 脲甲醛，耐油、耐弱堿和有機(jī)溶劑，但不耐酸 表面硬度高，電絕緣性能好 常用于壓縮、壓注成型，成型前需干燥預(yù)熱，流動(dòng)性好，硬化快，模具應(yīng)防腐 電絕緣零件、日用品、粘合劑、層壓、泡沫制品等 第三章 電視機(jī)遙控器鍵盤蓋模型設(shè)計(jì) 3.1 電視機(jī)遙控器鍵盤蓋模型設(shè)計(jì) 這里我們主要用了拉伸、鏡像、復(fù)制、投射、修剪、掃描、邊界混合、草繪、樣條曲線等工具命令進(jìn)行曲面的設(shè)計(jì)，再用拉伸、掃描、復(fù)制、投影、實(shí)體化、倒圓角、倒角、草繪、樣條曲線等工具命令進(jìn)行實(shí)體的設(shè)計(jì) 圖3-1 電視機(jī)遙控器鍵盤蓋 圖3-2 電視機(jī)遙控器鍵盤蓋3D圖一 圖3-3 電視機(jī)遙控器鍵盤蓋3D圖二 第四章　電視機(jī)遙控器鍵盤蓋注射模設(shè)計(jì) 4.1 分析塑件使用材料的種類及工藝特性 4.1.1 分析制品材料 根據(jù)性能分析，該塑件材料為ABS（丙烯腈－丁二烯－苯乙烯樹脂），屬通用性熱塑料，其成型性能好，流動(dòng)性好，成型收縮率?。ㄍǔ?.3～0.7），比熱容較低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固也較快，模塑周期短；但吸水性大，成型前必須充分干燥，表面要求光澤的制品應(yīng)進(jìn)行較長時(shí)間的干燥。ABS的耐磨性優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，具有耐油性，顯示了較好的綜合性能，選用螺桿式樣注射機(jī)的成型溫度為160～220，對(duì)表面光澤度要求高的制品模具溫度為60～80，而對(duì)一般的制品模具溫度為50－60即可。對(duì)薄壁制品注塑壓力為130～150MPa，而對(duì)厚壁制品注射壓力為60～70MPa。 ABS具有優(yōu)秀的力學(xué)性能，其沖擊強(qiáng)度極好，可在低溫下使用；即使ABS制品被破壞也只能是拉伸破壞而不會(huì)是沖擊破壞。ABS是沖擊強(qiáng)度隨溫度的降低下降緩慢，即使在—40的溫度時(shí)，仍能保持原沖擊強(qiáng)度的1 / 3以上。 ABS的耐磨性優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，又具有耐油性，顯示了較好的綜合性能，因而被廣泛地用于作工程塑料。 ABS的耐熱性一般，在1.86MPa壓力下的熱變形溫度為85左右，制品經(jīng)過退火處理還可提高10左右；大多數(shù)ABS在—40時(shí)仍具有一定的沖擊強(qiáng)度，表現(xiàn)出韌性，可在—40～85的溫度范圍內(nèi)使用。 ABS能耐水、無機(jī)鹽、堿及弱酸和稀酸，但不耐強(qiáng)酸，如濃硫酸、濃硝酸；無多數(shù)烴類和醇類、礦物油、植物油等化學(xué)介質(zhì)與ABS長期接觸時(shí)會(huì)引起應(yīng)力開裂，但對(duì)無應(yīng)力制品影響不大。 由于結(jié)構(gòu)有雙鍵存在，ABS樹脂的耐候性較差，在紫外線和熱氧的作用下易發(fā)生氧化降解。如ABS塑料制品在室外暴露于大氣中半年，其沖擊強(qiáng)度即降低45％。一般變硬發(fā)脆是ABS在紫外線和熱氧作用下發(fā)生老化的特征。為提高其耐候性，常加入炭黑和酚類等抗氧劑。 ABS具有良好的電性能，可以作為要求不很苛刻的電絕緣材料使用。溫度、濕度和頻率變化對(duì)ABS電性能的影響不顯著。 ABS由于具有優(yōu)良的綜合性能，用途十分廣泛，通過注射成型可制得各種機(jī)殼、電氣零件、機(jī)械部件、汽車部件、冰箱內(nèi)襯、燈具、家具、安全帽、雜品等。屬通用性熱塑料，其成型性能好，流動(dòng)性好，成型收縮率?。ㄍǔ?.3～0.7），比熱容較低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固也較快，模塑周期短。 電視遙控器鍵盤蓋殼體對(duì)塑料的抗沖擊性能要求較高，ABS沖擊強(qiáng)度好，能滿足這點(diǎn)；對(duì)塑料的耐磨性、尺寸穩(wěn)定性、耐水和弱酸堿性要求也高，ABS能滿足這點(diǎn)；特別是良好的電性能以保證信號(hào)的質(zhì)量，ABS也能保證這點(diǎn)。綜合電視機(jī)遙控器鍵盤蓋殼體對(duì)塑料的物理性能的要求和ABS的綜合性能，選擇ABS作為電視機(jī)遙控器鍵盤蓋殼體的合適材料之一。 ABS的主要性能指標(biāo) 其性能指標(biāo)見表4-1 表4-1 ABS的性能指標(biāo)[3] 密度/ 1.02～1.08 屈服強(qiáng)度/MPa 50 比體積/ 0.86～0.98 拉伸強(qiáng)度/MPa 38 吸水率(%) 0.2～0.4 拉伸彈性模量/GPa 1.4×103 熔點(diǎn)/ 130～160 抗彎強(qiáng)度/MPa 80 計(jì)算收縮率(%) 0.4～0.7 抗壓強(qiáng)度/MPa 53 比熱容/ 1470 彎曲彈性模量/GPa 1.4×103 4.1.2 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 1、制品尺寸壁厚 電視遙控器鍵盤上蓋的壁厚為6mm。塑件的曲面較復(fù)雜，壁厚比較均勻，形狀較為復(fù)雜，表面要求光滑，不能有瑕疵，不允許有皺紋，劃傷，拉毛等表面缺陷，但是精度方面要求不是很高，制品不透明。結(jié)構(gòu)比較對(duì)稱，內(nèi)部按鍵孔旁有加強(qiáng)筋，其寬度為1mm，左右兩側(cè)均有3個(gè)通槽，且前方有一安裝信號(hào)放射裝置的半圓孔，后方還有2個(gè)通槽，因此左右兩側(cè)和前后面需要側(cè)向分型抽芯。 2、尺寸精度分析 制品形狀較為復(fù)雜，曲面精度較高，根據(jù)塑件尺寸公差表[4]取制品為IT8級(jí)。 4.1.3 確定型腔數(shù)目 由于塑件外型復(fù)雜，曲面形狀比較復(fù)雜，其精度高，制品中凸起的地方太多，在模具設(shè)計(jì)中在要設(shè)計(jì)滑塊側(cè)抽機(jī)構(gòu)，整個(gè)模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，考慮模具注射時(shí)的平衡性，所以采用一模兩腔。 4.1.4 選擇分型面 分型面應(yīng)選擇在塑件外形的最大輪廓處，并有利于塑件的留模，脫模和排氣，考慮到以上因素，分型面設(shè)計(jì)。如下圖所示： 圖4－1分型面 4.1.5 型腔的布置 多型腔模具型心可采用平衡式排列布置，且力求緊湊，并與澆口開設(shè)的部位對(duì)稱。由于采用一模兩腔結(jié)構(gòu)，為使模具制造方便，以及方便安裝側(cè)抽機(jī)構(gòu)，故采用直線對(duì)稱排列。 第五章　成型設(shè)備的選擇及校核 5.1 塑件注射工藝參數(shù)的確定 由塑料顧問和參考工廠實(shí)際應(yīng)用的情況， ABS的成型工藝參數(shù)可作如下選擇。試模時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整。根據(jù)表2-36[5]： 預(yù)熱和干燥溫度：90 時(shí)間： 4s 料筒溫度：后段溫度t1選用160 　　　　　中段溫度t2選用170 　　　　　前段溫度t3選用190 噴嘴溫度：175 模具溫度：60 注射壓力：100MPa 成形時(shí)間：高壓時(shí)間：3s 保壓時(shí)間：20s 冷卻時(shí)間：20s 成形時(shí)間：45s 螺桿轉(zhuǎn)速： 后處理方法：紅外線燈烘箱 溫度：70 時(shí)間：3h 5.2 注射機(jī)的選用原則 模具只有與合適的注射機(jī)相配，生產(chǎn)才能正常進(jìn)行。因此在模具設(shè)計(jì)時(shí)，除了應(yīng)當(dāng)了解注射成型的工藝過程外，還應(yīng)對(duì)所選用注射機(jī)的有關(guān)技術(shù)規(guī)范和性能參數(shù)有全面的了解。從模具設(shè)計(jì)的角度考慮，需了解的注射機(jī)技術(shù)規(guī)范的主要項(xiàng)目有：注射機(jī)的類型、最大注射量、最大注射壓力、最大鎖模力、模具安裝尺寸及開模行程等。 注射機(jī)的選用包括兩方面的內(nèi)容：一是確定注射機(jī)的型號(hào)，使塑料、塑件、注射模及注塑工藝等所要求的注射機(jī)的規(guī)格參數(shù)在所選的規(guī)格參數(shù)可調(diào)的范圍內(nèi)；二是調(diào)整注塑機(jī)的技術(shù)參數(shù)至所需的參數(shù)。 5.3 注射機(jī)的選擇 5.3.1 制品體積和質(zhì)量的確定 用電腦計(jì)算零件的體積，在Pro/E中先設(shè)置好相關(guān)的參數(shù)，打開電視遙控器鍵盤蓋主體的零件制品圖，在分析中選擇模型分析，質(zhì)量屬性分析，輸入ABS塑料的密度1.08g/，可得以下相關(guān)的數(shù)據(jù)： 塑件體積= 26.185，曲面面積 = 23170，密度 = 1.08 g/ 塑件質(zhì)量： 1.08 g/×26.185=28.28g 式（5.1） 5.3.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前是不能確定準(zhǔn)確數(shù)值，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的0.2～0.1倍估算。本次取0.2，所以一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為 式（5.2） 5.3.3 計(jì)算注射機(jī)的最大注塑量 根據(jù)第二步計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總體積=62.884， 式（5.3） 根據(jù)《模具設(shè)計(jì)與制造》[6]表4-2和以上的計(jì)算以及塑料注射模中小型模架的尺寸組合，注射時(shí)所需壓力和工廠現(xiàn)在設(shè)備等情況，初步選定公稱注射量為500，選用型號(hào)為XS-ZY-500型臥式螺桿注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見表5-1。 表5-1 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)[7] 理論注射容量/ 500 注射行程/mm 200 螺桿直徑/mm 65 最大模具厚度/mm 450 注射壓力/Mpa 104 最小模具厚度/mm 300 注射速率/ 265 鎖模形式 液壓-機(jī)械 注射時(shí)間/s 2.7 模具定位孔直徑/mm 150 螺桿轉(zhuǎn)速/ 20，35，32，38 42，50，63，80 噴嘴球半徑/mm 18 鎖模力/kN 3500 噴嘴口孔徑/mm 7.5 拉桿內(nèi)間距/mm 500×440 模板最大開距/mm 500 5.4 注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核 5.4.1 注射壓力的校核 表4-2部分塑料所需的注射壓力（Mpa） 塑料 注射條件 厚壁件（易流動(dòng)） 中等壁厚件 難流動(dòng)的薄壁窄澆口件 聚乙烯 70~100 100~120 120~150 聚氯乙烯 100~120 120~150 >150 聚苯乙烯 80~100 100~120 120~150 ABS 80~110 100~130 130~150 聚甲醛 85~100 100~120 120~150 聚酰胺 90~101 101~140 >140 聚碳酸酯 100~120 120~150 >150 有機(jī)玻璃 100~120 110~150 >150 查表4-2可知，ABS所需注射壓力為80-110 Mpa，這里取=80Mpa，該注射機(jī)的公稱注射壓力=104Mpa,注射壓力安全系數(shù)=1.25~1.4，這里取=1.25，則： 式（5.4） 所以注射壓力合格。 5.4.2 鎖模力校核 塑件在分型面上的投影面積，由三維軟件測量得5761.86。 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，可以按照多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析來確定。是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積的0.2~0.5倍。這里取。 塑件和澆注