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10
2.3、ABS性能分析11
2.3.1、使用性能：
11
2.3.2、成型性能：
2.4、ABS主要技术指标：
12
2.5、ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施：
13
3注塑机型号的确定14
3.1、模具结构形式的拟定14
3.1.1、确定型腔的数量14
3.2、注射机型号的确定14
3.3、注射机及型腔数量的校核15
3.4、注射机及参数量的校核16
3.4.1、注射量的校核16
3.4.2、型腔数量的确定和校核17
3.4.3、塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核17
3.4.4、最大注射压力校核18
3.4.5、模具与注射机安装部份的校核18
3.4.6、开模行程校核19
4分型面位置的确定20
4.1、分型面的形式20
4.2、分型面的设计原则20
4.3、分型面的确定21
5浇注系统的形式和浇口的设计22
5.1、浇口的形式及特点22
5.2、浇口尺寸的确定23
5.3、浇口位置的选择23
6模架的确定和标准件的选用25
7侧向分型与抽芯机构的设计28
7.1、侧向分型28
7.2、斜滑块侧向分型和抽芯机构设计28
7.2.1、斜导柱的设计28
7.2.2、滑块的设计29
8成型零件的设计31
8.1、成型零件的选材31
8.2、型芯的工作尺寸计算32
8.2.1、型腔径向尺寸32
8.2.2、型芯长、宽的计算33
8.2.3、型芯高度的尺寸34
8.3、成型零件强度计算34
9、试模阶段的问题36
9.1、成型缺陷36
9.2、溢边（毛刺、飞边、批锋）36
9.3、制件尺寸不准确37
10、冷却系统设计39
10.1模具温度调节的重要性39
10.2、冷却的计算40
11、零件加工工艺42
11、1零件的加工过程42
11、2零件的加工工艺42
总结46
致谢47
参考文献48
1绪论
1.1、模具应用发展
80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速为13%，2005年我国模具工业产值2245亿，至2006年我国模具总产值为2560亿元，到2008年我国模具工业总产值为3204亿元，其中塑料模具约占30%左右。
在未来的模具市场中，塑料模具在募集总量中的比例还将逐步提高。
我国塑料模工业从起步到现在，经历半个多世纪，有了很大发展，模具水瓶有了较大提高。
在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑料模注塑模具、6.5KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表盘等塑料模具。
能生产厚度仅为0.08mm的一模多腔的航空杯募集和难度较高的塑料门窗挤出模等等。
注塑模型腔制造进度可达0.02-0.05mm，表面粗糙度Ra0.2um，模具质量。
寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达10-30万次，淬火钢模大50-1000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。
成型工艺方面，多材质塑料成型模。
高效多彩注射模。
镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。
塑料模具然间等等，这些系统和软件的引进，虽然花费了大量资金，但在我国募集行业中，实现了CAD/CAM的继承，并且能支持CAE技术对成型过程，如冲模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定得技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。
近年来，我国自主研发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有华政软件工程研究所开发的CAXA系统。
话中力工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况。
能在微机上应用且价格较低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。
近年来，国内已较广泛采用一些新的塑料模具钢，如：
P20、3Cr2Mo、PMS、SMI、SMII等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。
塑料模标注模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。
但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%-80%相比，仍有相当很大的差距。
据有关方面预测，模具市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具的发展速度将高于其他模具，在模具行业中的比例将逐步提高。
随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂的长寿命的塑料模具的发展将高于总量发展速度。
同时，由于今年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化速率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。
建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材管接头模具成为模具市场性的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎业提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展速度也将高于总平局水平；
以塑代模，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；
家用电器行业也有较大发展，特别是电冰箱、空调和微波炉等的另配将的塑料模具需求很大；
而电子及通讯产业方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有很大发展，这些都是塑料模具的增长点。
我国塑料模具工业和技术今后的发展方向将包括：
a、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制作水平及比例。
这事由于塑料模成型的制成品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求和发展的一模多腔所致。
b、在塑料模具设计制作中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。
CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，今年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小型企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件；
基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；
CAD/CAM软件的智能化程序将逐步提高；
塑料制体及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。
c、推广应用热流道设计、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。
采用热流道技术的模具课提高之间的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件饿原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。
制定热流道元器件的国家标准，积极生产廉价高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。
气体辅助注射成型课在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。
目前在汽车和家电行业中曾逐步推广使用。
气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且其常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。
另一方面为了确保塑料件进度，继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。
1）开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。
以适应多品种、少批量的生产方式。
2）提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。
我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。
为此，首先要制定统一的国家标准，并严格按标准生产；
其次要逐步形成规模的生产、提高商品化程度、提高标准化质量、降低成本；
再次是要进一步增加标准件规格品种
3）应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。
4）研究和应用模具的告诉测量技术与逆向工程。
采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。
研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提
1.2、我国模具行业现存的问题
我国模具行业落后和差距主要表现在下列几方面：
a、总量供不应求、产品结构不够合理。
b、其中中低档模具供过于求，中高档模具自配率严重不足，大量进口。
国内模具总量中，属大型、精密、复杂、长寿命模具的比例不足30%，国外在50%以上。
c、企业组织结构都不够合理。
d、我国模具生产厂点中多数是自产自配的工模具车间，自产自配比例高达60%左右，国外70%以上是商品模具；
专业模具厂也大多数是“大而全”、“小而全”的组织形式，国外模具企业是“大而专”、“大而精”。
2005年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织——德国机械制造商联合会工模具协会了解到，德国有模具企业约5000加。
2004年德国模具产值达48亿欧元。
其中会员模具企业有90加，这90加骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90%，可见其模具效益。
e、工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低，技术结构、模具产品水平比国际水平低许多。
而模具生产周期却要比国际水平长很多。
产品水平低主要表现在对后续使用模具制造制件的工业理解上，在模具设计上；
在加工中精度、型腔表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上等。
现代模具行业是结束密集型、直径密集型的产业，由于模具行业是微利行业，因而总体来看模具行业在科研开发中技术攻关方面投入太少，至使科技几步的步伐跟不上模具市场的需要。
虽然国内许多企业已引进了不少国外先进设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控绿和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。
由于体制和资金等方面原因，引进设备不配套、设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低，开发能力较差，科研开发及技术攻关方面投入太少。
不重视产品开发，在市场经济中常处于被动地位。
f、技术人才严重不足，经济效益欠佳。
随着时代的进步和技术的发展，能掌握和御用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计异常短缺，高级钳工及企业管理人才也非常紧缺，高级钳工及企业管理人才也非常紧缺。
我国模具企业技术人员比例低，水平比较低，我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，国外模具工业发达国家大多15——20万美元，有的达到25——30万美元。
我国模具企业大都微利，缺乏后劲。
g、与国际水平相比，模具企业的管理落后更甚于技术落后。
技术落后易被发现，管理落后易被忽视。
国内大多模具企业还沿用过去作坊式管理模式，真正实现现代化企业管理的还不多。
信息化、数字化管理在模具企业应用现状刚刚开始。
h、专业化、标准化、商品化的程度低，协作差。
由于长期以来受“大而全”、“小而全”影响，模具专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。
目前国内每年生产地模具，商品模具只占40%左右，其余为自产自用。
模具企业之间协作部好，难以完成较大规模的模具成套任务。
与国际水平相比要落后许多。
模具标准化水平低，模具标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，特别是对模具制造周期有很大影响。
20年来我国模具制造水平有了很大的提高，模具的CAD/CAM已很普遍，CAM/CAPP也在积极推广
2塑件材料的选择及其结构分析
2.1、塑件材料的选择及其结构分析
塑件模型图：
1.1零件图
塑件材料的选择：
选用ABS（即丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物）。
生产批量：
大批量。
（１）工艺性分析
精度等级：
采用5级低精度
脱模斜度：
塑件外表面40´
－1°
20´
塑件内表面30´
（脱模斜度不包括在塑件的公差范围内，塑件外形以型腔大端为准，塑件内形以型芯小端为准。
）
（２）、ABS的注射成型工艺
注射成型工艺过程
（1）预烘干--→装入料斗--→预塑化--→注射装置准备注射--→注射--→保压--→冷却--→脱模--→塑件送下工序
（2）清理模具、涂脱模剂--→合模--→注射
ABS的注射成型工艺参数
（1）注射机：
螺杆式
（2）螺杆转速（r/min）：
30——60（选30）
（3）预热和干燥：
温度（°
C）80——85
时间（h）2——3
（4）密度（g/cm³
）:
1.02——1.05
（5）材料收缩率（℅）：
0.3——0.8
（6）料筒温度（°
C）：
后段150——157
中段165——180
前段180——200
（7）喷嘴温度（°
170——180
（8）模具温度（°
50——80
（9）注射压力（MPa）：
70——100
（10）成形时间（S）：
注射时间20——90
高压时间0——5
冷却时间20——120
总周期50——220
（11）适应注射机类型：
螺杆、柱塞均可
（12）后处理：
方法红外线灯、烘箱
C）70
时间（h）2——4
2.3、ABS性能分析
①综合性能良好，冲击韧度、力学强度较高，且要低温下也不迅速下降。
②耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化学性和电气性能良好。
③水、无机盐、碱、酸对ABS几乎无影响。
④尺寸稳定，易于成型和机械加工，与372有机玻璃的熔接性良好，经过调色可配成任何颜色，且可作双色成型塑件，且表面可镀铬。
①无定型塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成型方法及成型条件。
②吸湿性强，含水量应小于0.3％，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。
③流动性中等，溢边料0.04mm左右（流动性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。
④比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高）。
料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度为250°
C左右比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高的塑件，模温宜取50——60°
C，要求光泽及耐热型料宜取60——80°
C。
注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑机时料温为180——230°
C，注射压力为100——140MPa，螺杆式注塑机则取160——220°
C，70——100MPa为宜。
⑤易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对斜流的阻力，模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。
摧出力过大或机械加工时塑件表面呈“白色”痕迹（但在热水中加热可消失）。
⑥ABS在升温时粘度增高，塑料上的脱模斜度宜稍大，宜取1°
以上。
⑦在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。
表2-1热物理性能
密度（g/cm³
1.02—1．05
比热容（J·
kg-1K-1）
1255—1674
导热系数
（W·
m-1·
K-1×
10-2）
13.8—31.2
线膨胀系数
（10-5K-1）
5.8—8.6
滞流温度（°
C）
130
表2-2力学性能
屈服强度（MPa）
50
抗拉强度（MPa）
38
断裂伸长率（﹪）
35
拉伸弹性模量（GPa）
1.8
抗弯强度（MPa）
80
弯曲弹性模量（GPa）
1.4
抗压强度（MPa）
53
抗剪强度（MPa）
24
冲击韧度
（简支梁式）
无缺口
261
布氏硬度
9.7R121
缺口
11
表2-3电气性能
表面电阻率（Ω）
1.2×
1013
体积电阻率（Ω·
m）
6.9×
1014
击穿电压（KV/mm）
\
介电常数（106Hz）
3.04
介电损耗角正切（106Hz）
0.007
耐电弧性（s）
50—85
主要缺陷：
缺料、气孔、飞边、出现熔接痕、塑件耐热性不高（连续工作温度为70°
C左右热变形温度约为93°
C）、耐气候性差（在紫外线作用下易变硬变脆）。
消除措施：
加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大注射压力、提高模具预热温度。
3注塑机型号的确定
3.1、模具结构形式的拟定
3.1.1、确定型腔的数量
该塑件为精度要求较高的小型塑件根据型腔选择原则采用一模一腔的结构
2.1型腔形式
3.2、注射机型号的确定
1）注射机：
XS-ZY-125
2）螺杆直径/mm：
34
3）锁模力/kn：
90
4）最大注射容量/
146
5）注射压力/MPa143.1
6）最大注射面积/
：
320
7）最大模具厚度/mm：
300
8）最小模具厚度/mm：
200
9）模版最大距离/mm：
290
10）模版行程/mm：
11）喷嘴圆弧半径：
R12
12）喷嘴孔径：
4
13）喷嘴移动距离：
120
14）顶出形式：
中心顶杠机械顶出
3.3、注射机及型腔数量的校核
主流道的体积约为：
V（cm³
）=3.14×
×
8.156=1.426
浇口的体积约为：
）=
=0.154839
塑料零件的体积V（
）=7.9
该模具总共需填充塑件的体积约为：
）=1.426+0.154839+7.9=9.480839
3.4、注射机及参数量的校核
3.
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