1、摘要塑料成型模具是利用特定的形狀，通過一定的方式來成型塑料制品的工藝裝備或工具。我國的塑料成型模具設計，制作技術比較晚，整體水平還比較低。目前單型腔、簡單型腔仍占主導地位。本設計設計出了材料為ABS的四分光器上蓋注射模。要設計的塑件是一個壁厚為3mm的零件，因在塑件上側有凸臺、內部有凹槽、下側有四個小孔，有側向抽芯，采用斜滑塊內側抽芯，為了便于型芯的加工，采用整體式型芯。本設計對型腔的數量和布局的確定、注射機的選擇、流道和冷卻系統的設計、模板及其標準件的選用、成型零部件的設計等給出了詳細的過程。該模具具有很多優點：結構緊湊、工作可靠、操作方便、運轉平穩、冷卻效果好、使用壽命長、生產效率高。關鍵

2、詞：設計；整體式型芯；抽芯；推桿；注射模AbstractThe plastic model was a kind of technological equipment or instrument which was made into particular shape to form plastic products by specific way. Because the design and making of plastic die developed lately in our country, the level of design die in our country is rat

3、her low compared to the developed country. At present the single or sample cavity occupies dominate position. The design of materials designed for ABS cover a quarter of optical injection mold. Must design models is a wall thickness is the 3mm components, Because in models a on side to have the lug

4、boss, the interior has the scoop channel, the breast has four eyelets, has laterally pulls out the core, uses the slanting slide rod inside to pull out the core, for ease of the core processing, uses the integral type core. The detail declaration for the every process was mainly included the determi

5、nation of the lay-out and quantity of the cavity, the chosen of the injective machine, the design of the feed inlet and the coolant system, the selects of the follow and its standard letter ,the design of the spare part for taking shape and so on. There are many advantages in the dies, such as compa

6、ct-structure, credibility-working, convenient-manipulation, steady-revolution, high-cooling-effectiveness, long-life, high-production-coefficient, and high-accuracy-standard and so on.Keywords: Design; integral type core; Loose core; Push pole; Injection die目錄1 緒論61.1 模具工業在國民經濟中的地位61.2 設計內容介紹71.3 技術

7、經濟分析102 塑件材料及尺寸對模具的影響112.1 塑料材料性能分析112.1.1 ABS工藝性能分析112.1.2 ABS主要技術指標：122.1.3、ABS的注射成型工藝122.2 塑件的工藝分析、確定方案132.2.1 塑件的尺寸132.2.2 塑件的尺寸精度132.2.3 脫模斜度133 注塑成型的準備133.1 注塑成型工藝簡介143.2 注塑成型工藝條件153.3注塑機的選擇163.3.1 注塑機簡介163.3.2 注塑機基本參數173.3.3選擇注塑機173.4 注射機的校核183.4.1 最大注塑量的校核183.4.2 鎖模力的校核193.4.3 塑化能力的校核193.5 標

8、準模架的選擇194 模具設計194.1 塑料配方說明194.2分型面的確定204.3型腔數目的確定204.4澆注系統設計204.4.1主澆道的設計214.4.2分澆道的設計214.4.3冷料穴的設計214.4.4 澆口的設計214.5排氣設計225 成型零件和側抽芯機構的設計235.1成型零件的選材245.2 側抽芯機構的設計246 模具其他機構的設計256.1合模導向機構的設計256.1.1機構的功用266.1.2導向結構的總體設計266.1.3導柱的設計266.1.4導套的設計276.2推出機構的設計及校核276.3 溫度系統的控制286.3.1 溫度調節系統設計286.3.2 溫度調節對

9、塑件質量的影響286.3.3 對溫度調節系統的要求296.4 冷卻系統設計：296.5 復位機構的選擇30參考文獻31致謝321 緒論模具是塑性成形加工方法的主要工藝裝備,模具的設計與制造直接影響制件的質量以及生產效率。20 世紀發展起來并逐漸成熟的計算機輔助設計和輔助制造(CAD/CAM) 技術為提高模具設計水平與制造質量和效率起到了重要作用,目前已得到廣泛而深入的應用。塑料模具是大批生產塑料制品的現代化專用成型工藝裝備的總稱。塑料模具包括塑料模：注射模、壓縮模、傳遞模、擠出模、中空吹塑模、真空成型模等多種塑料成型模具。在高速發展中，注射模又將其它成型模具的優點吸納、融合和發展形成了更加完善

10、，更加優越也更加先進的一種新型技術。 1.1 模具工業在國民經濟中的地位模具是制造業的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態或液態）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產品質量好，材料消耗低，生產成本低而廣泛應用于制造業中。模具工業是國民經濟的基礎工業，是國際上公認的關鍵工業。模具生產技術水平的高低是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，它在很大程度上決定著產品的質量，效益和新產品的開發能力。振興和發展我國的模具工業，正日益受到人們的關注。早在1989年3月中國政府頒布的關于當前產業政策要點的決定中，將模具列為機械工業技術改造序列的第一位。模具工業既是高新技術產

11、業的一個組成部分，又是高新技術產業化的重要領域。模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業領域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔了這些工業領域中6090的產品的零件，組件和部件的生產加工。模具制造的重要性主要體現在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業的模具市場為例。汽車，摩托車行業是模具最大的市場，在工業發達的國家，這一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業是我國國民經濟五大支柱產業之一，汽車工業重點是發展零部件，經濟型轎車和重型汽車，汽車模具作為發展重點，已在汽車工業產業政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005年將達到170種。一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億

12、元。為了適應市場的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時約有80的模具需要更換。中國摩托車產量位居世界第一，據統計，中國摩托車共有14種排量80多個車型，1000多個型號。單輛摩托車約有零件2000種，共計5000多個，其中一半以上需要模具生產。一個型號的摩托車生產需1000副模具，總價值為1000多萬元。其他行業，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。中國模具出口數量極少，但中國模具鉗工技術水平高，勞動成本低，只要配備一些先進的數控制模設備，提高模具加工質量，縮短生產周期，溝通外貿渠道，模具出口將會有很大發展。研

13、究和發展模具技術，提高模具技術水平，對于促進國民經濟的發展有著特別重要的意義。1.2 設計內容介紹1、四分光器的原理四分光器作用是把入射光分為四束光，在攝影、生物技術、軍事等許多領域都有重要應用。如圖13所示為分光器在生物技術中的應用，分光器下面的是顯微鏡，分光器上面的是探測器。如果就在攝影技術中，把探測器換成攝像機，可以拍攝到絢麗的畫面。圖13 分光器的應用其工作原理示意圖、外形圖和剖面圖如下（圖11，圖12，圖14）。分光器是一種無源器件，它們不需要外部能量，只要有入射光即可。一束光通過光圈1到透鏡2，聚光后通過可調光圈（遮光門），再由透鏡4轉為平行光，平行光射到四棱鏡5折射后經反光鏡6反

14、射，再通過光柵7慮光和透鏡8聚光，然后通過9進入探測器或攝像機等設備。這樣就可以在9處看到四個不同的像。1光圈;2、4、8凸透鏡;3可調光圈;5棱鏡;6反光鏡;7光柵;9探測器圖11 分光器工作原理示意圖 圖12 分光器外形圖圖14 分光器剖面圖分光器的剖面圖如下圖14 所示： 2、設計任務本人設計的塑料件為四分光器的上蓋，根據四分光器的工作原理示意圖、外形圖和剖面圖可設計出塑件的外殼模型圖,塑件圖如下圖15，圖16所示。塑件圖15塑件圖161.3 技術經濟分析所謂經濟性就是以最小的投資獲得最大的經濟利益。在產品生產過程中，經濟利益是生產者首先要考慮的因素。如何在保證產品質量，完成產品數量的情

15、況下，獲得最大的經濟利益是生產者們生產的目標。塑料件的制造成本包括成本費、材料費、加工費（包括工人工資，車間費等）和模具費等。產品成本受很多因素的影響，如產品的產量，材料的價格，加工的效率等。企業要提高經濟效益就要考慮很多降低成本的因素，但是在此之上的前提是一定要保證產品的質量，確保消費者的利益。降低成本的措施包括增產和節約兩個方面。增產可以降低成本的費用，而節約更能產生直接的效果，它們都是降低成本的最重要的途徑。在此套模具中，經濟問題主要出現在生產效率，模具加工費用和材料費用等等。而實際上，平衡經濟技術問題是很困難的。例如模具的加工費用，現在越來越成為模具成本最重要的一部分。往往，模具的材料

16、和設計費用都比不過模具的加工費用。本套模具考慮使用標準模架，因為標準模架本身省去了加工費用。專業模架工廠生產的模架要比自己加工經濟實惠而且精度高。控制成型零件的加工費用便成了關鍵。2 塑件材料及尺寸對模具的影響2.1 塑料材料性能分析2.1.1 ABS工藝性能分析1、使用性能：綜合性能良好，沖擊韌度、力學強度較高，且要低溫下也不迅速下降。耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化學性和電氣性能良好。水、無機鹽、堿、酸對ABS幾乎無影響。尺寸穩定，易于成型和機械加工，與372有機玻璃的熔接性良好，經過調色可配成任何顏色，且可作雙色成型塑件，且表面可鍍鉻。2、成型性能：無定型塑料，其品種很多，各品種的機電性能及

17、成型特性也各有差異，應按品種確定成型方法及成型條件。吸濕性強，含水量應小于0.3，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應要求長時間預熱干燥。流動性中等，溢邊料0.04mm左右（流動性比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對耐熱、高抗沖擊和中抗沖擊型樹脂，料溫更宜取高）。料溫對物性影響較大、料溫過高易分解（分解溫度為250 °C左右比聚苯乙烯易分解），對要求精度較高的塑件，模溫宜取 5060 °C，要求光澤及耐熱型料宜取 6080 °C。注射壓力應比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑機時料溫為 180230 °C

18、，注射壓力為 100140 MPa，螺桿式注塑機則取 160220 °C，70100 MPa為宜。易產生熔接痕，模具設計時應注意盡量減小澆注系統對斜流的阻力，模具設計時要注意澆注系統，選擇好進料口位置、形式。摧出力過大或機械加工時塑件表面呈“白色”痕跡（但在熱水中加熱可消失）。ABS在升溫時粘度增高，塑料上的脫模斜度宜稍大，宜取1 °以上。在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響極小。3、ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施：主要缺陷：缺料、氣孔、飛邊、出現熔接痕、塑件耐熱性不高（連續工作溫度為70°C左右熱變形溫度約為93°C）、耐氣候性差（在紫外

19、線作用下易變硬變脆）。消除措施：加大主流道、分流道、澆口、加大噴嘴、增大注射壓力、提高模具預熱溫度。2.1.2 ABS主要技術指標：表1-1 熱物理性能密度(g/ cm³)1.02105比熱容(J·kg-1K-1)12551674導熱系數(W·m-1·K-1×10-2)13.831.2線膨脹系數(10-5K-1)5.88.6滯流溫度(°C)130表1-2 力學性能屈服強度（MPa）50抗拉強度(MPa)38斷裂伸長率()35拉伸彈性模量(GPa)1.8抗彎強度(MPa)80彎曲彈性模量(GPa)1.4抗壓強度(MPa)53抗剪強度(M

20、Pa)24沖擊韌度(簡支梁式)無缺口261布氏硬度9.7R121缺 口11表1-3 電氣性能表面電阻率（）1.2×1013體積電阻率（·m）6.9×1014擊穿電壓（KV/mm）介電常數（106Hz）3.04介電損耗角正切（106Hz）0.007耐電弧性(s)50852.1.3、ABS的注射成型工藝1、注射成型工藝過程（1）預烘干-裝入料斗-預塑化-注射裝置準備注射-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2、ABS的注射成型工藝參數（1）注射機：螺桿式 （2）螺桿轉速（r/min）：3060（選30）（3）預熱和干燥：溫度（

21、76;C） 8085 時間 (h) 23（4）密度（g/ cm³）:1.021.05 （5）材料收縮率（）：0.30.8（6）料筒溫度（°C）：后段 150157 中段 165180前段 180200（7）噴嘴溫度（°C）：170180 （8）模具溫度（°C）：5080（9）注射壓力（MPa）：70100（10）成形時間（S）：注射時間 2090 高壓時間 05 冷卻時間 20120 總周期 50220（11）適應注射機類型：螺桿、柱塞均可（12）后處理：方法 紅外線燈、烘箱 溫度（°C）70 時間（h）242.2 塑件的工藝分析、確定方案2.

22、2.1 塑件的尺寸 塑件的尺寸取決于塑料的流動性。在一定的設備和工藝條件下，流動性好的塑料可以成型較大尺寸的塑件；反之，成型出的塑件尺寸較小。塑件外形尺寸還受成型設備的限制。從能源、模具制造成本和成型工藝條件出發，只要能滿足塑件的使用要求，應將塑件設計得盡量緊湊、尺寸小巧一些。2.2.2 塑件的尺寸精度 影響塑件尺寸精度的因素很多，一般認為，其中的模具制造誤差、塑料的收縮率的波動引起的誤差以及由模具的磨損、變形、熱膨脹造成的誤差各占塑件尺寸誤差的1/3。實際上，對于小尺寸的塑件，模具制造誤差對塑件尺寸的影響大一些；而對于大尺寸的塑件，收速率波動引起的誤差則是影響塑件尺寸精度的主要因素。6.2推

23、出機構的設計及校核 塑件頂出是注射成型過程中的一個重要環節，頂出質量的好壞將最后決定制品的質量，因此，塑件的頂出是不可忽視的。設計頂出系統的設計遵循以下原則： 1.為使制品不致因頂出產生變形，推力點盡量靠近型芯或難于脫模的部位，推力點的布置盡量均勻。 2.為避免頂出痕跡影響外觀，頂出裝置應設在制品的隱蔽面或非裝飾表面。 3.推桿裝配后不應有軸向竄動，其斷面應高出型腔或鑲件平面0.050.1mm。4.推桿與模體的配合間隙不大于所用塑料的溢邊值0.03mm。模具設計中最簡單、最常用的一種形式是推桿脫模機構，此機構具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點。推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出。1）推

24、桿的截面形狀；可分為圓形，方形或橢圓形等其它形狀，根據塑件的推出部位而定，最常用的截面形狀為圓形；推桿又分為普通推桿和成型推桿兩種，前者只是起到將塑件推出的作用，后者不僅如此還能參與局部成型，所以，推桿的使用是非常靈活的。2）推桿的固定形式：推桿的固定形式有多種，但最常用的是推桿在固定板中的形式，此外還有螺釘緊固等形式。3）推出機構的導向：當推桿較細或推桿數量較多時，為了防止因塑件反阻力不均勻而導致推桿固定板扭曲或傾斜折斷推桿或發生運動卡滯現象，需要在推出機構中設置導向零件，一般稱為推板導柱。本設計使用簡單的推桿推出機構，將截面形狀為圓形的推桿固定在固定板中，同時在推出機構中設置導向零件。因為

25、該塑件的分型面簡單，結構也不復雜，采用簡單的脫模機構可以簡化模具結構，給制造和維護帶來方便。6.3 溫度系統的控制6.3.1 溫度調節系統設計在注射成型中，模具溫度直接影響到塑件的質量和生產效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對模具的要求也不同。一般注射到模具內的塑料熔體的溫度為200左右，熔體固化成為塑件后，從60左右的模具中脫模，溫度的降低是依靠在模具內通入冷卻水，將熱量帶走。對于要求較低模溫（一般低于80）的塑料，僅需設置冷卻系統即可，因為通過調節水的流量就可以調節模具的溫度。 模具的溫度直接影響到塑件的質量和生產效率，由于塑料的性能和成型工藝要求不同，對模具的要求也不同，因此需

26、要設置設置冷卻系統來調節模具的溫度。6.3.2 溫度調節對塑件質量的影響1）采用較低的模溫可以減小塑料制件的成型收縮率；2）模溫均勻，冷卻時間短，注射速度快可以減少塑件的變形3）對塑件表面粗糙度影響最大的除型腔表面加工質量外就是模具溫度，提高模溫能大大改善塑件的表面狀態；溫度對塑件質量的影響有相互矛盾的地方，設計時要根據材料特性和使用要求偏重于主要要求。6.3.3 對溫度調節系統的要求1）根據塑料的品種確定是對模具采用加熱方式還是冷卻方式；2）希望模溫均一，塑件各部同時冷卻，以提高生產率和提高塑件質量；3）采用低的模溫，快速，大流量通水冷卻效果一般比較好；4）溫度調節系統應盡可能做到結構簡單，

27、加工容易，成本低廉；從成型溫度和使用要求看，需要對該模具進行冷卻，以提高生產率。6.4 冷卻系統設計：設計原則1）盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡；2）冷卻水孔的數量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越好；3）盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等，與制件的壁厚距離相等，經驗表明，冷卻水管中心距B大約為2.53.5D，冷卻水管壁距模具邊界和制件壁的距離為0.81.5B。最小不要小于10。4）澆口處加強冷卻，冷卻水從澆口處進入最佳；5）應降低進水和出水的溫差，進出水溫差一般不超過56）冷卻水的開設方向以不影響操作為好，對于矩形模具，通常沿寬度方向開設水孔。7）合理確定冷卻水道的形式，確定冷卻

28、水管接頭位置，避免與模具的其他機構發生干涉。冷卻時間的確定在對冷卻系統做計算之前，需要對某些數據取值，以便對以后的計算作出估算；根據前面的資料，取閉模時間3S，開模時間3S，頂出時間2S，冷卻時間20.5S，保壓時間10S，總周期為40S。其中，保壓時間的確定有經驗公式可遵循： T=0.3（S+2S）=0.3×（3+2×3）=6.3 （S）S塑件平均壁厚，S取3mm若根據前面的資料，ABS的保壓時間在1540S之間，計算的結果顯然是不符合的，但根據實際生產資料表明，生產一個長為135的筆套，其保壓和冷卻的時間和也只是15S，所以，參考實際的生產資料，以經驗公式的計算值為依據會更好，這是取保壓時間為10S的原因。6.5 復位機構的選擇 復位機構的作用是借助于模具的閉合動作，使脫模機構回復到原始位置。目前常用的復位形式有如下三種。 1. 利用復位桿復位，復位桿的斷面與分型面平齊。 2. 利用推桿復位，在制品幾何形狀和模具結構允許的情況下，可將推桿間作復位桿使用，此時凹模周邊需淬硬。 3. 利用彈簧復位。采用推桿、推管的推出機構，推出元件的復位通常有復位桿來完成。在PRO/E中