【正文】 域，加強技術創(chuàng)新，形成一大批擁有自主知識產權、具有競爭優(yōu)勢的高新技術產業(yè)。要加強傳統(tǒng)產業(yè)的技術升級。注重電 子信息等技術與傳統(tǒng)產業(yè)的嫁接，大幅度提高國產技術裝備的水平。所有這些，都充分體現了國務院和國家有關部門對發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持。 2 從以下四個方面，可以看出模具工業(yè)在國民經濟中的重要地位與作用 : 第一，模具工業(yè)是高新技術產業(yè)的一個組成部分。例如：屬于高新技術領域的集成電路的設計與制造，不能沒有做引線框架的精密級進沖模和精密的集成電路塑封模；計算機的機殼、接插件和許多元器件的制造，也必須有精密塑料模具和精密沖壓模具；數字化電子產品 (包括通訊產品 )的發(fā)展，沒有精密模具也不行。不僅電子產品如此，在航天航空領域也離 不開精密模具。例如：形狀誤差小于 ～ 的空空導彈紅外線接收器的非球面反射鏡，就必須用高精度的塑料模具成形。因此可以說，許多高精度模具本身就是高新技術產業(yè)的一部分。有些生產高精度模具的企業(yè)，已經被命名為 “ 高新技術企業(yè) ” 。 第二，模具工業(yè)又是高新技術產業(yè)化的重要領域。用信息技術帶動和提升模具工業(yè)的制造技術水平，是推動模具工業(yè)技術進步的關鍵環(huán)節(jié)。 CAD／ CAE／ CAM 技術在模具工業(yè)中的應用，快速原型制造技術的應用，使模具的設計制造技術發(fā)生了重大變革。模具的開發(fā)和制造水平的提高，還有賴于采用數控精密高效加 工設備。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術等先進制造技術在模具工業(yè)中的應用，也要與電子信息等高新技術嫁接，實現高新技術產業(yè)化。 第三，模具工業(yè)是裝備工業(yè)的一個組成部分。在 1998 年以前，許多人把機械工業(yè)當作一般的加工工業(yè)。 1998 年 11 月召開的中央經濟工作會議，首次明確提出了加大裝備工業(yè)的開發(fā)力度，推進關鍵設備的國產化。將機械工業(yè)作為裝備工業(yè)，把它同一般的加工工業(yè)區(qū)別開來，是對機械工業(yè)在國民經濟中的地位與作用的重新定位。模具作為基礎工藝裝備，在裝備工業(yè)中自然有其重要地位。因為國民經濟各產業(yè)部門需要的裝備 ，其零部件有很大一部分是用模具做出來的。 第四，模具工業(yè)地位之重要，還在于國民經濟的五大支柱產業(yè) —— 機械、電子、汽車、石化、建筑，都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應。機械、電子、汽車工業(yè)需要大量的模具，特別是轎車大型覆蓋件模具、電子產品的精密塑料模具和沖壓模具，目前在質與量上都遠不能滿足這些支柱產業(yè) 3 發(fā)展的需要。這幾年，我國每年要進口近 10億美元的模具。我國石化工業(yè)一年生產 500 多萬噸聚乙烯、聚丙烯和其他合成樹脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生產和生活的消費。生產建筑業(yè)用的地磚、墻磚和衛(wèi)生潔具， 需要大量的陶瓷模具 。生產塑料管件和塑鋼門窗，也需要大量的塑料模具成形。從五大支柱產業(yè)對模具的需求當中，也可以看到模具工業(yè)地位之重要。 我國模具工業(yè)起步晚，底子薄，與工業(yè)發(fā)達國家相比有很大的差距， 20世紀 80 年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨立的工業(yè)部門，其產值已超過機床工業(yè)的產值。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)十分重視技術發(fā)展。加大了用于技術進步的投入力度，將技術進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多科研機 構和大專院校也開展了模具技術的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級制造大國的重要原因。 今后，我國要發(fā)展成為世界制造強國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強國。中國塑料模工業(yè)從起步到現在，歷經了半個多世紀，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 48（約 122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具， 大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產照相機塑料件模具，多形腔小模數齒輪模具及塑封模具。經過多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技術，模具的電加工和數控加工技術，快速成型與快速制模技術，新型模具材料等方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面作出了貢獻。盡管我國模具工業(yè)有了長足的進步，部分模具已達到國際先進水平，但無論是數量還是質量仍滿足不了國內市場的需要，每年仍需進口 10 多億美元的各類大型，精密，復雜模具。與發(fā)達國家的模具工業(yè)相比，在模具技術上仍有不小的差距。 今后，我國模具行業(yè)應在以下幾方面進行不斷的技術創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離：（ 1）注重開發(fā)大型、精密、復雜模具；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）加強模具標準件的應用；使用模具標 4 準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量。因此，模具標準件的應用必將日漸廣泛。（ 3）推廣 CAD/CAM/CAE 技術；模具 CAD/CAM/CAE 技術是模具技術發(fā)展的一個重要里程碑。實踐證明，模具 CAD/CAM/CAE 技術是模具設計制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設計制造水平。（ 4）重視快速模具制造技術，縮短模具制造周期；隨著先進制造技術的不斷出現，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，高速銑削加工技術，以及自動研磨拋光技術將在模具制造中獲得更為廣泛的應用。 5 第 1 章 材料 設計要求 該塑件的材料： ABS。精度：一般 。生產批量：大批量； 材料 1） 基本特性 ABS（丙烯腈 丁二烯 苯乙烯 共聚物）該塑料屬于熱塑性塑料，其成形性能較好，流動性好，成形收縮率較小（通常為 ）比熱容較低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固比較快，成形周期比較短，但吸水性比較大，成形前必須進行干燥，可以在柱塞式或者螺桿式注射機上成形， ABS 的容重 r=178。. 2） 主要用途 聚丙烯可以用作各種機械零件，如法蘭、接頭、泵葉輪、汽車零件和自行車零件；可作水、蒸汽、各種酸堿的輸送管道，化工容器和其他設備的襯里、表面涂層；可制造蓋和本體合一的箱殼，各種絕緣零件，并用于醫(yī)藥工業(yè)中。 3） 成型特點 聚丙烯成型收縮范圍大，易發(fā)生縮孔、凹痕及變形；聚丙烯熱容量大，注射成型模具必須設計能充分進行冷卻的冷卻回路；聚丙烯成型的適宜溫度為 80C 左右，不可低于 50C，否則會造成成型塑件表面光澤差或產生熔接痕等缺陷，且溫度過高會產生 翹曲等現象。 塑件形狀分析 塑料件的形狀如下圖 11 ` 6 圖 11 塑料把手 由塑料件可以看出塑件尺寸不大，外部結構形狀簡單并且形狀規(guī)則，其特征符合塑料件的設計要求。 塑件的尺寸精度及表面質量 （ 1）尺寸精度的選擇： 塑件的尺寸精度是決定塑件制造質量的首要標準，然而在滿足塑件使用要求的前提下，設計時總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和生產成本。對塑件的精度要求要具體 分析，根據裝配情況來確定尺寸公差，該塑件為一般用品，所以精度要求為一般即可，凹槽為工作部位尺寸精度應稍微高一些。根據《塑料成型工藝及模具設計》中的表 精度等級的選用中選擇 ABS 的一般精度精度等級為 MT3。再有表 塑件公差數值表中可以查得公稱尺寸在 0－ 3范圍內公差數值為 稱尺寸在 1014 范圍內公差數值為 ，公稱尺寸在 18－ 24 范圍內公差數值為 ，公稱尺寸在 30－ 40 范圍內公差數值為，公稱尺寸在 40－ 50 范圍內公差數值為 。 （ 2） 尺寸精度的組成及影響因素：制品 尺寸誤差構成為： δ =δ s+δ z+δ c+δ a （ 21） 式中δ —— 制件總的成型誤差 。 δ s—— 塑料收縮率波動所引起的誤差； 7 δ c—— 模具磨損后所引起的誤差； δ a—— 模具安裝，配合間隙引起的誤差； 8 第 2 章 初選注射機 計算塑件體積 有塑件的結構分析得到塑件的體積可以分三部分的的正投影面積和體積分別為 塑件的正投影面積分別為： S1=*2178。=178。 S2=*178。=178。 S3=*178。=178。 塑件的體積分別為： V1=S1*=179。 V3=S2*1=179。 V3=S3*=179。 塑件的總體積為： V=V1+V2V3=179。+179。179。=179。 選擇壓力機 由《塑料成型工藝與模具設計》表 常用塑料的注射工藝參數中可以看到材料為 ABS 的塑料的各項工參數如下： 注射機類型：螺桿式； 螺桿轉速 /（ ）： 30～ 60； 噴嘴形式：直通式 。 噴嘴溫度 /176。 C： 180～ 190。 料筒溫度 /176。 C：前段 200～ 210，中段 210～ 230，后段 180～ 200； 模具溫度 /176。 C： 50～ 70； 注射壓力 /MPa： 70～ 90； 9 保壓壓力 /MPa： 50～ 70； 注射時間 /s： 3～ 5； 保壓時間 /s： 15～ 30； 冷卻時間 /s： 15～ 30； 成型周期 /s： 40～ 70； 由以上條件初步選 XS－ Z60 的注射壓力機，由表 常用國產注射機的規(guī)格和性能可知該壓力機的各項參數如下： 額定注射量 /cm3： 60 螺桿（柱塞）直徑 /mm： 38 注射壓力 /MPa： 122 注射行程 /mm： 170 注射方式：柱塞式 鎖模力 /KN： 500 最大成型面積 /cm2： 30 最大 開合模行程 /mm： 180 模具最大厚度 /mm： 200 模具最小厚度 /mm： 70 噴嘴圓弧半徑 /mm： 12 噴嘴孔直徑 /mm： 4 頂出形式：中心定出 動定模固定板尺寸 /mm： 330 440 拉桿空間 /mm： 190 300 合模方式：液壓 機械 液壓泵：流量 /（ L/min） 170 、 12 壓力 /MPa： 電動機功率 /KN： 機器外形尺寸 / mm： 2340 850 1460 確定型腔數目 當未限定設備時，必須考慮以下因素： 注射機額定注射量 GB,每次注射量不超過最大注射量的 80%， 即： 10 n=（ 21） 式中 :n型腔數； Gj澆注系統(tǒng)（ g） Gs塑件質量 (g) GB注射機額定注射量（ g） 估算澆注系統(tǒng)的體積 Vj，根據澆注系統(tǒng)初步設計方案進行估算得到Vj=179。 則澆注系統(tǒng)塑料重量 Gj=vj*r=. 設 n=2，則到： GB=nGs+Gj/=2*+（ 22） 又根據模具以及分型的方式選擇 XSZ60 型注射機，根據塑件精度，由于該塑件精度一般，故采用多型腔即 n=2。 由以上可知所選注射機比較合適，因為工件的生產批量大且精度要求一般，據此及經濟條件考慮設計時采用一模兩腔的模具結構，這樣制件精度也會得到保證。 11 第 3 章 模具設計 型腔的分布 該套模具采用的時一模兩腔的型腔平衡平衡分布的模具結構，采用平衡結構有以下特點：從主流道到各個型腔澆口的分流道的長度、截面形狀與尺寸均對應相同，可實現各型腔均勻進料和達到同時充滿型腔的目的。 分型面的確定 根據分型面的設計原則： （ 1）：分型面應選在塑件外形最大輪廓處； （ 2）：分型面的選擇應有利于塑件的順利脫 模； （ 3）：分型面的選擇應保證塑件的精度要求； （ 4）：分形的選擇應滿足塑件的外觀質量要求； （ 5）：分型面的選擇要便于模具的加工制造； （ 6）：分型面的選擇應有利于排氣； 除了這些基本原則以外，分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上投影面積的大小，以避免接近或超過所選用注射機的最大注射面積而可能產生溢流現象，由于此塑件的形狀比較簡單，由以上原則設計時選擇了塑件外形最大輪廓處 澆口的確定 ABS 料流動性很好，模具設計時應注意選擇澆口位置、形式。 澆口的位置與塑件的質量有直接影響。在確定澆口時應 考慮以下幾點： （ 1）：熔體在型腔內流動時，其動能損失最小。要做到這一點必須使 1） 流程（包括分支流程）為最短； 2） 每一股分流都能大致同時到達起遠端； 3） 應從壁厚較厚的部位進料； 4） 考慮各股分流的轉向越小越好； 12 （ 2）有效地排除型腔內的氣體。 （ 3）型腔內如有成型孔的型芯時，澆口應避免沖擊小型芯，并且應考慮到熔體的壓力損失。 （ 4）型腔如有金屬嵌件時，澆口應遠離嵌件，以避免沖擊嵌件。 由以上原則以及模具結構方面考慮確定使用點澆口， 點澆口有稱針點澆口，是一種截面尺寸很小的澆口，俗稱小澆口，這種澆 口由于前后兩端存在較大的壓力差，可以較大程度的增大塑料熔體的減切速率并且產生比較大的減切熱，從而導致熔體的表現黏度下降，流定性增加，有利于型腔的添充，從而對薄壁塑料件的表現粘度隨剪切速 率變化敏感的塑料成型有利。但點澆口也有缺點，那就是去除澆口時容易損傷塑料件，澆口也容易磨損，僅適用于批量不大的塑料件成型和流動性好的塑料件。 澆注系統(tǒng)的確定 注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中