闫军华毕业设计说明书_.doc

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上门体下堵盖注塑成型工艺及模具设计

1绪论

1.1本课题的意义、目的及应达到的要求

本设计主要意义是在我们学习完模具设计与制造的所有专业课之后，总结条理以前我们所学的知识，使之成为一个系统的理论体系，以便于我们在以后的工作中使用。

同时也让我们对模具的设计与制造有了初步的了解，掌握了查阅资料和使用工具书以及手册的能力。

本设计的目的是在学生毕业前夕，将通过毕业实习和毕业设计的实践性环节，对医学知识进行全面的总结和应用，提高综合能力的培训以及扩大模具领域的新知识。

具体的要求是：

1．总结，巩固过去所学的基础课和专业课知识。

2．运用所学的知识解决模具技术领域内的实际工程问题，以此进行综合知识的训练。

3．通过某项具体工程设计和实验研究，达到多种综合能力的培养，掌握设计和科研的基本过程和基本方法。

4．提高和运用与工程技术有关的人文科学，价值工程和技术经济的综合知识。

1.2我国塑料模具工业的发展现状

我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。

在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注塑模具、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板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。

注塑模型腔制造精度可达0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达10～30万次，淬火钢模达50～1000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距：

1.成型工艺方面：

多材质塑料成型模、高效多色注塑模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。

气体辅助注塑成型技术的使用更趋成熟，电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。

但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50%～80%相比，差距较大。

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2.在制造技术方面：

CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，美国EDS的UGⅡ、美国ParametricTechnology公司的Pro/Engineer、美国CV公司的CADS5、以及一些塑模分析软件等等。

这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如对充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。

近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理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低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。

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3.模具材料方面：

近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：

P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。

塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，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的商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%～80%相比，仍有差距。

1.3我国塑料模具工业今后的主要发展趋势

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，塑料模具发展速度将高于其它模具，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、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。

同时，由于近年来进口模具中，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塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展也将高于总平均水平；以塑代木，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；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网络机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。

1.4我国塑料模具工业和今后的主要发展方向

1.提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。

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2.在塑料模设计制造中全面推广应用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，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型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软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的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。

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3.推广应用热流道技术、气辅注塑成型技术和高压注塑成型技术。

采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。

制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。

气体辅助注塑成型可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正逐步推广使用。

气体辅助注塑成型比传统的普通注塑工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且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精度，继续研究开发高压注塑成型工艺与模具也非常重要。

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4.开发新的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。

5.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，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。

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1.5国外塑料模具的发展现状　

1.模具生产效率高，工期短，人均产值高。

各企业共同之处是厂房设备密集，显得十分拥挤，即使在这样的条件下，车间管理还是有条不紊，生产效率高。

一般模具企业，人均年产值为5～14万美元。

　2.专业分工细，技术精益求精，客户相对稳定。

模具企业专业分工较细，生产协作紧密。

每家企业只生产某一类模具，各家都有自己的拳头产品，这利于在技术上精益求精，以利在激烈的竞争中生存发展。

模具厂所需的模具标准件都是外购的，有些零件加工业是由其他厂协作。

　3.模具企业带件生产比较普遍，有利于企业发展。

模具作为单件或极小批量产品，技术密集和精密加工设备密集，与模具成型制品的大批量生产相比，投入大，产出低，因而制约了模具企业大发展。

他们注重模具与制品一体化，模具与制品相辅相成，互相促进，有利于模具企业的发展。

4.紧跟主产品需求开发模具，重视开拓海外市场。

模具工业发展较快，紧跟主产品需求开发制造模具是一个重要因素。

近几年3C电子产品和汽车工业的迅速发展，带动了模具工业的发展。

目前模具产值的76%源自3C产品和汽车、摩托车提供的产品。

模具行业以很强的市场敏感性，以最短的生产周期满足了这些行业的需求。

大陆的许多3C产品和汽车模具就来自美国，日本和西欧，以及台湾。

5.CAD/CAE/CAM和高速切削加工技术应用广泛。

他们的模具生产效率较高，市场快速反应能力强，CAD/CAE/CAM技术和高速切削技术的普及应用，无疑是一个重要因素。

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1.6本设计所要解决的问题

在我们设计的下门体下堵盖塑料模具的设计与制造过程中，根据所学的知识和我们在毕业实习中所积累的经验，所采用方案如下。

该塑件是下门体下堵盖，大批量生产，塑件的材料采用常用的原料ABS，属于常用的工程材料。

该模具采用一模两腔，并通过设置滑动型腔，配以高功效的冷却系统，即在定模大型芯和滑块上都开设了水道，模具冷却均匀。

有斜抽芯机构和定杆推出机构完成制品脱模过程。

2上门体下堵盖注塑成型工艺及模具设计

塑件如图2-1所示

图2-1塑件图

名称：

上门体下堵盖

材料：

ABS（抗冲）

数量：

较大批量生产

质量：

108g

要求：

塑件外表面光滑、美观，不允许有浇口痕迹

2.1塑件的工艺性分析

2.1.1塑件的原材料分析

1．塑件材料特性：

ABS塑料（丙烯晴—丁二烯—苯乙烯共聚物）是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯晴、丁二烯等异种单体后成为德改性共聚物，也可以成为改性聚苯乙烯，具有聚苯乙烯更好的使用性能和工艺性能。

ABS塑料是一种常用的具有良好的综合力学性能的工程塑料。

它具有良好的机械强度，特别是抗冲击强度；具有一定得耐磨性、耐寒性、耐水性、耐油性。

一般为无定形料，不透明，无毒，五味，成型塑件的表面有较好的光泽。

其缺点是耐热性不高，并且耐气候性较差，在紫外线的作用下易变硬发脆。

2.塑件材料成型性能：

使用ABS注塑成型塑件时，由于熔体粘度高，所需要的注塑成型压力较高，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；另外熔体粘度高，使ABS塑件易产生熔接痕，所以模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力。

ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理。

在正常成型条件下，ABS塑件的尺寸稳定性较好。

3.ABS收缩率的选取：

查阅有关设计资料，ABS的收缩率为0.3%——0.8%，鉴于该零件开设有较多的加强筋，在一定程度上减少了零件成型、冷却后各个方向的尺寸收缩量，并结合查阅以前的资料与此相似零件模具的收缩率数据，以及对该零件的结构分析，模具设计时，选取ABS的收缩率为0.4%。

2.1.2零件的工艺分析

图21所示是某冷藏冷冻箱的上门体下堵盖零件，该零件的结构在冷藏冷冻箱门体塑料中具有一定的代表性，对该零件结构和工艺特点进行分析，有利于优化注塑模结构，对所有堵盖类零件的模具设计制造具有指导意义。

堵盖类零件是冷藏冷冻柜的外观件，表面质量要求比较高，不允许出现推杆痕、拒不收缩、划伤、飞边等缺陷。

零件材料为ABS，通过对零件图仔细分析，可以看出：

1．零件外形轮廓尺寸较大，形状较复杂

2.作为外观件，对模具的分型面有特定的要求，即在零件的R2002mm、R18mm以及两端轮廓表面不允许有模具分型面留下的痕迹，设计模具是应通过设置滑动型腔镶块来实现这一要求。

3.图1零件A处厚度为1.5mm的加强筋的侧面有4个直径为2.5mm的圆孔和4处长6mm、宽4mm、深3mm的凹坑，模具上需要采用抽芯机构成型。

塑件表面质量要求很高，外型体积较大，形状复杂，尺寸精度要求高，内表面加强筋、筋薄且深，不易注满且脱模困难。

特别是需要在产品的侧面进行分型，分型大滑块需要侧向抽芯，在产品的背面有四个与门体安装配合的凸块及螺钉孔也需要侧向抽芯来成型，型腔、型芯均为组合而成，拼接面和配合面多，分型面和配合面进度要求高，加工、配合量大。

因此模具结构复杂，设计难度大，模具制造工艺要求高。

2.1.3塑件注塑工艺参数的确定

查《实用注塑模设计手册》和参考工厂