【文章內(nèi)容簡介】 ..............................................................................................................................................36參考文獻 ..........................................................................................................................................................37致謝 .....................................................................................................................................................................38附錄 A：文獻翻譯原文 ........................................................................................................................39附錄 B：文獻翻譯中文 .........................................................................................................................41第一章 緒論 模具在加工工業(yè)中的地位模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中都使用著各種不同類型模具。如砂型鑄造模具或壓鑄模具、鍛壓模具、冷壓模具，塑料制品生產(chǎn)中使用的注塑模具等各種模具。 模具的制造精度直接影響著制品的質(zhì)量。首先，模具成型部位的結(jié)構(gòu)、表面粗糙度、分型面的位置的選擇、澆注系統(tǒng)的進膠位置和澆口形狀以及排氣槽開設(shè)的位置、加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)位置的布置以及模具的的脫模結(jié)構(gòu)等對塑料產(chǎn)品的尺寸精度和形狀精度以及產(chǎn)品的物理性能、 機械性能、應(yīng)力大小、外觀質(zhì)量等都有特別重要的影響。其次，在塑料制品的生產(chǎn)過程中，模具結(jié)構(gòu)的合理與否對產(chǎn)品的生產(chǎn)過程有很大的影響。塑料產(chǎn)品訂單比較大時，應(yīng)盡可能的減少開合模過程中活動部件的摩擦（活動部位必須加注注潤滑油，防止摩擦燒死）和產(chǎn)品從模具中取出時手工勞動（對批量較大產(chǎn)品成型的模具通常采用全自動開合模和產(chǎn)品自動頂出機構(gòu)，自動生產(chǎn)時必須保證產(chǎn)品能從模具中順利脫落）。另外，模具對產(chǎn)品的生產(chǎn)成本也有很大影響。當(dāng)產(chǎn)品的批量不大時，模具制作的費用在產(chǎn)品上的成本所占的比例將會很大，這種情況下應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理且結(jié)構(gòu)簡單的模具，以降低成本，從而獲得更多利潤。 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，選擇合理的加工工藝、高效高性能的設(shè)備、優(yōu)良的模具是必不可少的因素，特別是模具的品質(zhì)對實現(xiàn)材料加工要求、 塑料產(chǎn)品的使用要求和外觀形狀起著非常重要的作用。高性能的注塑設(shè)備也只有裝上高性能的模具才能發(fā)揮其優(yōu)秀的生產(chǎn)性能，模具的制造和更新是建立在產(chǎn)品更新?lián)Q代上的。由于產(chǎn)品產(chǎn)量需求很大，對模具的各項性能也提出了越來越高的要求。因此更快的促進了模具的不斷向前發(fā)展。塑料模具是當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中利用特定的形狀和特殊的成型方式，成型塑料制品的工藝裝備。產(chǎn)品質(zhì)量的好壞和良好的生產(chǎn)效率與模具的好壞緊密聯(lián)系在一起。模具的質(zhì)量好壞又直接與模具的設(shè)計與模具零件的加工精度有很大關(guān)系。 隨著我國國民經(jīng)濟領(lǐng)域的各個部門對塑料制品的品種和產(chǎn)量需求越來越大、產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來越短、用戶對塑件制品的質(zhì)量要求也越來越高。塑料制品的加速發(fā)展對模具性能提出了更高的要求，從而推動了塑料模具設(shè)計和制造技術(shù)不斷向前發(fā)展，使得塑料工業(yè)以及機械加工工業(yè)發(fā)展速度得到提升。 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 改革開放以來，我國在模具工業(yè)發(fā)展速度也十分快速。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(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進步的投入力度，將技術(shù)進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外， 許多科研機構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。機械加工和模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為超級制造大國的重要原因。 我國塑料加工工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀的發(fā)展，生產(chǎn)水平有了很大提高。 在大型模具方面已能生產(chǎn)48（約122CM）大屏幕彩電塑料殼體注射模具等大型模具；精密塑料件模具方面，以能生產(chǎn)成型各種電子產(chǎn)品中使用的高精密度產(chǎn)品的塑料模具?，F(xiàn)代加工工具的不斷推陳出新，模具的CAD/CAE/CAM技術(shù)，EDM和CNC加工技術(shù)，快速制模技術(shù)，新型材料模具等高新技術(shù)方面取得了很大進步；利用這些先進制造技術(shù)，使模具的生產(chǎn)周期大大減小，提高料生產(chǎn)效率。 雖然這些年來我國模具工業(yè)制造水平有了很大提高， 部分模具已接近國際先進水平， 但在數(shù)量和質(zhì)量方面仍滿足不了國內(nèi)市場的需要， 每年各類大型，精密，復(fù)雜模具還需大量引進于國外。 與發(fā)達國家的模具工業(yè)相比， 在模具技術(shù)上仍有不小的差距。 今后，我國模具行業(yè)發(fā)展要想繼續(xù)提高，應(yīng)以下幾方面進行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，盡可能縮小與國際先進水平的距離：注重開發(fā)大型精密復(fù)雜模具，隨著我國汽車，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，模具也將越來越趨向大型化和精密化。 模具標(biāo)準(zhǔn)件的廣泛應(yīng)用；現(xiàn)在，在模具標(biāo)準(zhǔn)件的普及很大程度上縮短了模具的制造周期，降低了模具制造成本，模具的質(zhì)量也得到提高。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將得到更大的推廣。 推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；模具CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑。模具CAD/CAM/CAE技術(shù)在模具制造過程表現(xiàn)出的優(yōu)越性能，奠定了在模具設(shè)計制造的地位，新技術(shù)的應(yīng)用，顯著地提高了模具設(shè)計制造水平。 第二章 四通管的注塑模設(shè)計要求及成型工藝分析 產(chǎn)品基本要求最大幾何尺寸：6866Φ22 Φ19mm使用環(huán)境： 10℃ ~80℃安全性能：無毒密封性能：密封性能好精度要求：一般（4 級）外觀要求：外表紅色且光澤性好，無成型缺陷其他要求：具有一定的機械強度，沒有透氣性散孔。根據(jù)以上要求可歸納產(chǎn)品設(shè)計要求塑料件需具有良好的密封性和一定的機械強度，且安全無毒，原料還應(yīng)具有較好的流動性、著色性，以滿足成型要求以及外觀要求。 塑件結(jié)構(gòu)和形狀分析根據(jù)塑料件實物，利用 UG 軟件進行塑料件的三維建模。在 UG 立的塑料件三維實體模型可以非常直觀的表現(xiàn)出塑料件的結(jié)構(gòu)，可以從塑料件個角度對三維模型進行觀察與測量，在 CAE 分析，如：熔體的充型仿真、模具的模流分析、拔模檢測、零件圖的繪制等。塑料件零件圖如圖 所示。圖 四通管 塑件材料選擇此塑件用做供水接頭，首先要求具有良好的密封性，以防漏水，因此，應(yīng)初選幾種密封性能較好的常用塑料，進行各個方面性能的比較，即通過力學(xué)性能、熱性能、電氣性能 成型性能、化學(xué)性能和經(jīng)濟性能等多方面比較，選出最適合成型次插座板的塑料。由參考書[1]P26 表 21,最終選擇 ABS 作為插座板外殼的材料，ABS 其綜合性能優(yōu)異，具有較高的力學(xué)性能，流動性好，易于成型，成型收縮率小，理論計算收縮率為 %，溢料值為 左右，比熱容較低，在模具中凝固較快，模塑周期短。制件尺寸穩(wěn)定，表面光滑。 ABS 的性能分析 ABS 塑料特性（引用于ABS塑料 化學(xué)名稱：丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物 英文名稱:Acrylonitrile Butadiene Styrene ABS為丙烯腈 A、丁二烯 B和苯乙烯 S三種單體共聚而成的聚合物，簡稱 ABS。每種單體都具有不同特性，從形態(tài)上看，ABS 是非結(jié)晶性材料。這就決定了 ABS材料的耐低溫性、抗沖擊性，外觀特性，低蠕變性，優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性及易加工性等多種特性。表面硬度高、耐化學(xué)性好，同時通過改變 ABS塑料中的組成成分比例，可改變 ABS的各種性能，故 ABS工程塑料在現(xiàn)代生活生產(chǎn)中受到很大歡迎。合成的 ABS有中沖擊型、高沖擊型、超高沖擊型及耐熱型四類。由于其性能具有韌、剛、硬的優(yōu)點，應(yīng)用范圍程度已遠遠超過 PS，成為一種獨立的塑料品種。ABS的外觀為不透明呈象牙色的粒料，無毒、無味、吸水率低其制品可著成各種顏色，并具有 90%的高光澤度。ABS 的相對密度為 ，ABS 同其它材料的結(jié)合性好，易于表面印刷、涂層和鍍層處理。ABS 的氧指數(shù)為 ，屬易燃聚合物，火焰呈黃色，有黑煙，燒焦但不滴落，并發(fā)出特殊的肉桂味。 ABS塑料是一種綜合性能十分良好的合成樹脂，在比較寬的溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強度和表面硬度，熱變形溫度比 PA、PVC 高，尺寸穩(wěn)定性好，收縮率在%～%范圍內(nèi)，若經(jīng)玻纖增強后可以減少到 %～%，而且絕少出現(xiàn)塑后收縮。其臨界表面張力為 34—38mN/cm。 成型性能。其品種很多，各品種的機電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種來確定成型的方法及成型條件。 。在進行產(chǎn)品加工前應(yīng)將含水量控制在 %（質(zhì)量）以下，所以加工前必須充分干燥，對表面光澤的塑料件有特殊要求應(yīng)長時間預(yù)熱干燥。 。溢邊料在 左右。，需要選擇好進料口的位置，形式。推出力過大時或機械加工時塑件表面呈現(xiàn)白色痕跡。 的主要性能指標(biāo)，其性能指標(biāo)見表 。表 ABS工藝參數(shù)表項目 數(shù)據(jù) 項目 數(shù)據(jù)密度 g/cm179。 彈性模量 MPa 10179。比容 cm179。/g 彎曲強度 MPa 80吸水率%（24h） 硬度 HB 收縮率% 體積電阻率 1016熔點176。C 130160 擊穿電壓 Kv/mm 15熱變形溫度176。C 90108 83103沖擊強度 kJ/m178。 抗拉屈服強度 MPa 50 ABS的注射成型過程及工藝參數(shù) 注射成型過程（查參考書[1]p55 ） a、成型前的準(zhǔn)備。 ABS材料具有吸濕性，要求在加工之前進行干燥處理。建議干燥條件為80～90℃下最少干燥2小時。%。 b、注射過程。經(jīng)干燥處理后塑料顆粒在注射機料筒內(nèi)經(jīng)過塑化達到注射條件，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔成型、冷卻，其過程可分為加料、塑化、注射、保壓、冷卻和脫模六個階段。 c、塑件的后處理。 ABS塑料產(chǎn)品在成型加工中會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，如應(yīng)力太大會導(dǎo)致制品開裂或嚴重變形，所以在塑料產(chǎn)品從模具中取出就要進行退火處理。具體方法是將塑料產(chǎn)品置于70℃80℃的熱風(fēng)循環(huán)干燥箱內(nèi)24小時，取出冷卻到常溫。 注射工藝參數(shù)（查參考書[2]p238表131） a、注射機：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)速48r/min。 b、預(yù)熱和干燥：溫度80～85 ℃ ，時間2～3 h c、 料筒溫度（ ℃ ）：后段 150~170； 中段165~180； 前段180~200。 d、噴嘴溫度（ ℃ ）：170~180. e、模具溫度（ ℃ ）： 32~70。 f、注射壓力（MPa ）： 60~100. g、注射周期（s）：50~220（，查參考文獻[1]p210頁表434，得t 冷 =，取注射時間t 注 =,脫模時間t 脫 =8，故t=t 冷 +t注 +t脫 =，由上可取成型總周期t=30 s）第三章 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式和初選注射機 分型面位置的確定通過對塑料件結(jié)構(gòu)的分析以及塑料件在模具中位置的布置情況，分型面選擇應(yīng)在塑料件垂直開模方向面積最大且開模取出塑件方便的平面上，通過以上要求，對分型面選擇。 圖 分型面的選擇 型腔數(shù)量和排位方式的確定 型腔數(shù)量的確定該塑件的精度要求不高。形狀比較規(guī)則，為大批量生產(chǎn)，但塑件兩側(cè)都具有側(cè)孔，需要進行側(cè)抽芯。如果僅采用一模一腔進行模具的設(shè)計固然可以簡化結(jié)構(gòu)，對塑料件的精度也會提高，但考慮到經(jīng)濟效益，以及模具的效率，并結(jié)合模具總體結(jié)構(gòu)，又防止模具結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，現(xiàn)初步擬定采用一膜兩腔進行設(shè)計。 型腔排列形式的確定 通過分析，模具初步選用一模兩腔設(shè)計，所示，且使用平衡進料方式對產(chǎn)品進行充形： 型腔的排列布置 模具結(jié)構(gòu)形式的初步確定 由以上分析可知，本模具設(shè)計為一模兩腔，故采用圖32所示排列，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機構(gòu)初選推桶推出方式。澆注系統(tǒng)設(shè)計時，澆口采用環(huán)形澆口，且開設(shè)在型腔上。綜和以上分析可確定采用雙分型面注射模。 注射機型號的確定 注射量的計算： 塑件質(zhì)量屬性故：塑件體積：V 塑 = cm179。 塑件質(zhì)量：m 塑 = 式中，ρ 可根據(jù)表 取 179。 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算在模具設(shè)計之前，澆注系統(tǒng)的凝料還不能取得準(zhǔn)確的數(shù)值，可以先根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗按照塑件體積的 ～1 倍來估算，等到模具設(shè)計完成之后再進行精確計算或在三維軟，塑件體積也比較小，本次設(shè)計中澆注系統(tǒng)的凝料按塑料件體積的 倍來進行估算，從而一次注入模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料體積和 2 個塑件的體積之和）為:V 總 = 塑 =2=179。m 總 =ρv總 == 塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算流道的凝料在分型面上的投影面積 A2，在模具設(shè)計前是不能求出，但是可以根據(jù)多型腔模具的統(tǒng)計分析，由經(jīng)驗式得 A2=~，從而可取 A2=。A==2=A1：塑件在分型面上的投影面積，由 測得 A1