【正文】 塑料儀表蓋注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 第 1 頁 共 55 頁 摘 要 :注射成形是將粉狀塑料從注射機(jī)料斗送入已加熱的料筒，經(jīng)加熱熔融后，受柱塞或螺桿的推動(dòng)，熔融塑料通過料筒前端的噴嘴快速注入閉合塑模中，經(jīng)冷卻（熱塑性塑料）定型或加熱（熱固性塑料）定型后，開啟模具取出制品。 閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)任務(wù)，準(zhǔn)備設(shè)計(jì)資料。塑件在模具中的成型位置，分型面和型腔數(shù)量的確定，澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì)，成型零件的設(shè)計(jì)，脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，排出系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和模架選擇。協(xié)調(diào)好各個(gè)零件之間的裝配關(guān)系，用 CAD 繪制裝配圖及各零件圖。整理和編寫課程設(shè)計(jì)說明書。關(guān)鍵詞：注射機(jī)；模具； 注射成型； 目 錄 引 言 1 第一章 緒 論 2 我國古代模具技術(shù)已達(dá)到較為先進(jìn)的水平 2 中國模具行業(yè)現(xiàn)狀分析及發(fā)展預(yù)測 2 模具行業(yè)現(xiàn)狀 2 未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢 3 中國模具行業(yè)十一五發(fā)展目標(biāo)和重點(diǎn) 5 5 ： 6 本設(shè)計(jì)的研究工作和意義 7 第二章 制品工藝分析 9 第三章 工藝方案分析及成型工藝參數(shù)的確定 12 工藝方案分析比較及選擇 12 成型工藝參數(shù)的確定 13 第四章 設(shè)備的初 步選擇 14 注塑所需體積計(jì)算 14 鎖模力的計(jì)算 15 型腔數(shù)目的確定 15 設(shè)備的選擇 16 第五章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 分型面、排氣方式的確定 17 17 17 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 成形零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 第六章 成型零件的尺寸計(jì)算和強(qiáng)度、剛度校核 21 成形零件的工作尺寸計(jì)算 21 : 22 : 22 剛度和強(qiáng)度的校核 23 第七章 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 24 開模行程的校核 24 塑料儀表蓋注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 第 2 頁 共 55 頁 安裝參數(shù)的校核 24 ．定位圈尺寸 24 ．最大與最小模厚 24 ．噴嘴尺寸 25 第八章 模具選材和加工制造 26 第九章 試 模 27 參考文獻(xiàn) 29 謝 辭 29 附件 :（英譯漢） 31 塑料儀表蓋注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 第 1 頁 共 55 頁 引 言 塑料是 20 世紀(jì)才發(fā)展起來的新材料，也是一門新興工業(yè)。目前，世界上塑料的體積產(chǎn)量已經(jīng)大大超過了鋼鐵，成為當(dāng)前社 會(huì)使用的一大類材料。只有迅速地發(fā)展塑料加工業(yè)，才能把各種性能優(yōu)良的高分子材料變成功能各異的塑件產(chǎn)品，在國明經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域充分地發(fā)揮作用。隨著塑料制品日益廣泛的應(yīng)用，在注塑成型過程中起著重要作用的模具越來越受到重視。除了塑料制品的表面質(zhì)量、成型精度完全由模具決定之外，塑料制品的內(nèi)在質(zhì)量、成型效率也受模具的控制，所以如何高質(zhì)量，簡明、快捷和規(guī)范化地設(shè)計(jì)注塑模具，成為發(fā)揮注塑成型工藝優(yōu)越性、擴(kuò)大注塑制品應(yīng)用的首要問題。在本章中將介紹注塑模具的組成、類型和設(shè)計(jì)程序等方面的內(nèi)容。隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對(duì)模具的需求量 不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。 注塑成型工藝及其模具設(shè)計(jì)是一門不斷發(fā)展的綜合學(xué)科，不僅隨著高分子材料合成技術(shù)的提高、注塑成型設(shè)備的革新、成型工藝的成熟而改進(jìn)，而且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、快速造型技術(shù)、數(shù)值模擬、數(shù)字化應(yīng)用技術(shù)等在注塑成型加工領(lǐng)域的滲透而發(fā)展。注塑成型作為一種重要的成型加工方法，我們不難發(fā)現(xiàn)，在機(jī)械、化工、汽車、郵電通信、儀器儀表、文體醫(yī)衛(wèi)、軍事國防、家電等都具 有廣泛應(yīng)用，且生產(chǎn)的制件具有精度高、復(fù)雜度高、一致性高、生產(chǎn)率高和消耗低的特點(diǎn)，有很大的市場需求和廣闊的發(fā)展前景。 塑料儀表蓋注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 第 2 頁 共 55 頁 塑料儀表蓋注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 第 一章 緒 論 據(jù)文選記載模具技術(shù)起源于遠(yuǎn)古中國，從對(duì)鑄陶技術(shù)到青銅器的考古，充分說明了我國古代采用模型塑造產(chǎn)品的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到較先進(jìn)的水平。 1986 年在四川廣漢三星堆發(fā)掘出兩個(gè)大型商代祭祀坑，出土了近千件精美絕綸的珍貴文物。大小各異的青銅人頭，神秘怪誕的青銅面具表明：商代的我國已開始使用模 具來成型青銅雕像。特別是到春秋戰(zhàn)國時(shí)期，各種農(nóng)作器具、戰(zhàn)爭武器的制作，使模具技術(shù)的運(yùn)用漸趨成熟。 1998 年底，教研工作者經(jīng)過科學(xué)勘探，發(fā)現(xiàn)了秦陵地下宮城軍備庫陪葬坑：從出土的秦劍、鈹、矛、戈、戟、車馬器構(gòu)件、錛箭頭及其它軍用裝備顯示，秦國青銅兵器的鑄制技術(shù)、鑄制規(guī)模及鑄后的機(jī)械加工技術(shù)已達(dá)到較為先進(jìn)的水平，鑄模為秦始皇叱咤風(fēng)云，一統(tǒng)中國立下了漢馬功勞。 模具行業(yè)現(xiàn)狀 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對(duì)模具的需求量不斷增長。近年來，模具 工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛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)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最塑料儀表蓋注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 第 3 頁 共 55 頁 基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國家 產(chǎn)品制造水 平的重要標(biāo)志和發(fā)展程度的標(biāo)志之一。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿ΑＲ恍﹪鴥?nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開始使用 UG、Pro/Engineer、 IDEAS、 EuclidIS 等國際通用軟件。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM 技術(shù)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)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。 例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS 軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模 CAD/CAE/CAM 軟件，上海交通大學(xué)模具 CAD 國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模 CAD 軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低 ； CAD/CAE/CAM 技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。 未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)： (1)全面推廣 CAD/CAM/CAE 模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及 CAD/CAM/CAE 技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大 CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使 CAD/CAM/CAE 技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 (2)高速銑削加工 塑料儀表蓋注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 55 頁 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 (3)模具掃 高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的 CAD 數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。 (4) 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的 新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工 (像數(shù)控銑一樣 )，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這 (5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到 30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為 80%左右。 (6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模 具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積 (TiN、 TiC 等 )、等離子噴涂等技術(shù)。 (7) 模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是 塑料儀表蓋注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 第 5 頁 共 55 頁 (8)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫；有完整 的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。 在信息社會(huì)和經(jīng)濟(jì)全球化不斷發(fā)展的進(jìn)程中，模具行業(yè)發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)快速方面發(fā)展。伴隨著產(chǎn)品技術(shù)含量的不斷提高，模具生產(chǎn)向著信息化、數(shù)字化、無圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化方面發(fā)展；模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化方向發(fā)展。 以 2020 年全國模具產(chǎn)值 600 億元為基礎(chǔ)，按 “ 十一五 ” 期間年均增速 12%～15%及 2020～ 2020 年期間年均增速 10%左右測算，總量目標(biāo)為：按年均增速12% 推算， 2020 年約 1000 億元， 2020 年約 2600 億元。按年均增速 15% 推算，2020 年約 1200 億元， 2020 年約 3100 億元。 經(jīng)過 “ 十一五 ” 努力，使我國模具水平到 2020 年時(shí)進(jìn)入亞洲先進(jìn)水平的行列，再經(jīng)過 10 年的努力， 2020 年時(shí)基本達(dá)到國際水平，使我國不但成為模具生產(chǎn)大國，而且進(jìn)入世界模具生產(chǎn)制造強(qiáng)國之列。 2020 年時(shí)的幾項(xiàng)具體目標(biāo)： 1)模具精度達(dá)到 177。 ；模具生產(chǎn)周期比現(xiàn)在縮短 30%左右。 2)機(jī)床數(shù) 控化率和 CAD/CAM 技術(shù)應(yīng)用率比現(xiàn)在提高 1倍。 3)骨干企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)信息化管理，通過 ISO9000 等質(zhì)量管理體系認(rèn)證。 4)高水平模具比例要有較大提高。大型、精密、復(fù)雜等技術(shù)含量高的中高檔模具的比例從目前的約 30%提高到 2020 年的 40%和 2020 年的 50%以上。 5)國產(chǎn)模具國內(nèi)市場占有率從目前不足 80%， 2020 年要達(dá)到 85%以上， 2020 年要達(dá)到 90%以上。 6)模具出口以 2020 年模具出口 10億美元， 2020 年模具出口 25～ 30億美元為目標(biāo)。 塑料儀表蓋注塑成型工藝及模具設(shè)計(jì) 第 6 頁 共 55 頁 7)要擴(kuò)大模具標(biāo)準(zhǔn)件的品種，提高 其精度，提高生產(chǎn)集中度，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率從目前的約 45%提高到 2020 年的 60%， 2020 年的 70%以上。 8)模具商品化程度從目前的 45%左右達(dá)到 2020 年的 55%和 2020 年的 65%左右。 ： 1)汽車覆蓋件模具 沖壓模具占模具總量的 40%以上。汽車覆蓋件模具主要為汽車配套，也包括為農(nóng)用車、工程機(jī)械和農(nóng)機(jī)配套的覆蓋件模具，其在沖壓模具中具有很大的代表性，模具大都是大中型，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。尤其是為轎車配套的覆蓋件模具，要求更高，它可以代表沖 壓模具的水平。此類模具我國已有一定技術(shù)基礎(chǔ)，已為中檔轎車配套，但水平還不高，能力不足，目前滿足率只有一半左右。中高檔轎車覆蓋件模具主要依靠進(jìn)口，每年花費(fèi)幾億美元。汽車覆蓋件模具水平不高，能力不足，生產(chǎn)周期長已成了汽車發(fā)展的瓶頸，極大地影響了車型開發(fā)。今后 ,中高檔轎車所需覆蓋件模具是重中之重。爭取到 202