电脑显示器后壳注塑模设计【说明书+CAD+PROE】

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The Pro/MOLDESGN，which is the module of Pro/ENGINEER offers the user the designing process. The module can accept entity mold to create the molding part, far more the entity mold is component naturalism, and The component can also be used in many other Pro/ENGINEER module in many other Pro/ENGINEER module. For example, the component, assemblage, drawing practice, manufacture and so on. When the design mold is modified, the system is updating rapidly, and adding the modified mold to the mold mould, which is contacted to original mould.Most of the time should be put on technical requirement and construction in this thesis. After all, We selected the model numbered the injection mold of machine as inspected by the analysis result, and studied out the injection technology, and most of all defining the design programming of the injection mold of the back cover of the computer indicator. Finally, designing and calculating the construction of injection mold. We use many tools such as Pro/E software and AutoCAD software in all the entire process. The moving mould and solid mould be obtained by the mould joint, and then decanting the impression with standard die carrier into the assembly section. With the consciousness by designing from population to individual, and then drew out all the unity components and decanted the component into the schedule drawing and inverted into Auto CAD in the end. So we can get out the perfect designing theory.Keywords injection mould mould design parting surface die carrier目 录1 绪论12 注塑模具设计要求52.1 塑件分析52.2 塑件的成型性能52.3 注塑工艺路线和设备72.4 模具类型72.5 模具设计73 模具设计流程83.1 设计依据83.2 设计程序84 注塑材料分析与选择94.1 主材料分析94.1.1 材料分析94.1.2 塑料的成分94.1.3 塑料的性能特点134.2 注射模的塑料选择134.2.1 ABS材料的特点144.2.2 ABS材料成型特性145 注射机的选用155.1 注射机的结构类型155.2 主要技术参数165.3 技术规格及特性165.4 注射机选择176 分型面确定与模具设计186.1 分型面的确定186.1.1 分型面的概述187 模架结构的设计207.1 标准模架选用217.2 标准零件的设计217.2.1 结构支撑件设计228 浇注系统和冷却系统设计248.1 浇注系统258.1.1 浇注系统的形式268.1.2 浇注系统的设计原则268.1.3 基于UG浇口位置分析268.1.4 手机面板浇注系统设计278.1.5 UG浇注系统设计效果图278.2 冷却系统288.2.1 冷却系统的作用288.2.2 冷却效率288.2.3 手机面壳模具冷却系统设计299 模具相关校核计算319.1 注塑机参数的校核319.1.1 注射量的校核319.1.2 锁模力的校核329.1.3 最大注射压力的校核329.1.4 开模行程的校核329.2 注塑机安装模具部分的尺寸校核339.2.1 喷嘴尺寸339.2.2 定位环尺寸339.2.3 模具厚度339.3 模具的长度与宽度349.3.1 开模行程校核349.3.2 顶出装置的校核349.4 成型零部件的设计计算359.4.1 成型零部件尺寸分析359.4.2 注射模相关强度计算349.5 冷料穴的设计369.6 模具温度调节系统369.6.1 温度调节对塑件的影响369.6.2 温度调节对生产力的影响379.7 合模导向和定位机构379.8 加工成本37结论38致谢39参考文献401 绪论模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的迅速发展，以及塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求也越来越高，传统的模具设计方法已无法适应当今的要求，与传统的模具设计相比，计算机辅助工程（CAE）技术无论是在提高生产率、保证产品质量方面，还是在降低成本、减轻劳动强度方面，都具有极大的优越性。美国MOLDFLOW上市公司是专业从事注塑成型CAE软件和咨询公司，自1976年发行了世界上第一套流动分析软件以来，一直主导塑料成型CAE软件市场。MOLDFLOW一直致力于帮助注塑厂商提高其产品设计和生产质量，MOLDFLOW的技术和服务提高了注塑产品的质量，缩短了开发周期，也降低了生产成本，MOLDFLOW已成为世界注塑CAE的技术领袖。利用CAE技术，可以在模具加工前，在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压和冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题并及时进行修改，而不是等到试模后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方 法的一次突破，而且在减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等方面，都有着重大的技术、经济意义。塑料模具的设计不但要采用CAD技术，而且还要采用CAE技术，这是发展的必然趋势。21世纪，塑料工业以以前所未有的速度高速发展。塑料，在各个领域、各个行业乃至国民经济中已拥有举足轻重的不可替代的地位。模具是工业生产的重要工艺装备。由于用模具加工成形零部件，具有生产高效、质量好、节约原材料和能源、成本低等一系列优点，已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。模具制造是一个生产周期要求紧迫，技术手段要求较高的复杂生产过程。总之，模具具有结构复杂、型面复杂、精度要求高、使用的材料硬度高、制造周期短等特点。应用数控加工进行模具的制造可以大幅提高加工精度，减少人工操作，提高加工效率，缩短模具制造周期。同时，模具的数控加工具有一定典型性，并比普通产品的数控加工有更高的要求。在模具的加工中，各种数控加工均有用到，应用最多的是数控铣及加工中心，数控线切割加工与数控电火花加工在模具数控加工中的应用也非常普遍，线切割主要应用在各种直壁的模具加工，如冲压加工中的凹凸模，注塑模中的镶块、滑块，电火花加工用的电极等。对于硬度很高的模具零件，采用机加工办法无法加工，大多采用电火花加工，另外对于模具型腔的尖角、深腔部位、窄槽等也使用电火花加工。而数控车床主要用于加工模具杆类标准件，以及回转体的模具型腔或型芯，如瓶体、盆类的注塑模具，轴类、盘类零件的锻模。在模具加工中，数控钻床的应用也可以起到提高加工精度和缩短加工周期的作用。模具应用广泛，现代制造业中的产品构件成形加工，几乎都需要使用模具来完成。因此，凡制造业发达的国家，模具市场均极为广阔；凡模具发达国家，制造业也必定很发达和繁荣，也必定拥有国内、国外两个市场。所以，模具产业是国家高新技术产业的重要组成部分，是重要的、宝贵的技术资源。优化模具系统结构设计和型件的CAD/CAE/CAM，并使之趋于智能化，提高型件成形加工工艺和模具标准化水平，提高模具制造精度与质量，降低型件表面研磨、抛光作业量和制造周期；研究、应用针对各种类模具型件所采用的高性能、易切削的专用材料，以提高模具使用性能；为适应市场多样化和新产品试制，应用快速原型制造技术和快速制模技术，以快速制造成型冲模、塑料注射模或压铸模等，应当是未来520年的模具生产技术的发展趋势。Pro/MOLDESIGN是Pro/ENGINEER的一个选用模块，提供给使用者仿真模具设计过程所需的工具。这个模块接受实体模型来创建模具组件，且这些模具组件必然是实体零件，可以应用在许多其它的Pro/ENGINEER模块，例如零件，装配，出图及制造等模块。由于系统的参数化特性，当设计模型被修改时，系统将迅速更新，并将修改反映到相关的模具组件上。典型的Pro/MOLDESIGN过程，在Pro/ENGINEER中创建模具组件,将包含某些或所有以下的步骤。1. 创建或设计模型。2. 进行拔模斜度检查或厚度检查,以确定零件有恰当拔模斜度,可以从模具中完全退出;或确认没有过厚的区域以造成下陷。3. 创建工件(work piece),这个工件是用来定义所有模具组件的体积,而这些组件将决定零件的最后形状。如果需要选取适当的模座。4. 在模具模型上创建缩水率。缩水率根据选择的形态,可以等向(isotropic ally)或非等向(anisotropic ally)地增加在整个模型指定的特征尺寸。5. 加入模具装配特征形成流入口,流道及浇口。这此特征创建后将被加到模具设计中,且将从模具组件几何中被挖除。6. 定义分模面及模块体积,用来分割工件形成个别的模具组件。7. 抽取(Extract)所有完成的模块的体积,将所有的曲面几何转换为实体几何,形成实体零件,在Pro/ENGINEER其它的模块中使用。8. 填满模具槽穴来创建模型。借着利用工件的体积减去抽取的模具组件的体积,系统就能以剩下人体积自动创建模型。9. 定义模具开启的步骤及检查干涉，如必要就进行修改。10. 依需要装配模座组件.这些模座是标准的模座零件,可由诸如HASCOA完成所有组件的细部出图及其它的设计项目,例如射出系统的配置及冷却水路的布置及DME等供应处取得,系统将它们与模具模型一起显示。注射模具设计要求注射模的一般设计程序与普通热塑性注塑模基本相同，所不同的是在设计之前要选择成型工艺方法、设备和模具类型，而这一过程正是新型注塑模具设计的关键，其次才是模具的具体设计。通常，在大多数注塑件能够采用两种或多种注塑工艺方法和模具类型来注塑成型，但还应该从材料性能、各种工艺类型和相应模具特点及其所能成型制品的质量、经济性、制约条件等角度综合考虑，以得出最佳或相对较好的方案。2.1 塑件分析在任何情况下设计模具，是针对具体模具塑件设计相应的模具，因此首先遇到的问题是如何选择确定塑料品种和注塑工艺路线，最终确定模具类型。确定类型是一个复杂的总和过程，首先要从模具设计的最终目的塑件要求成型合格制品来考虑，分析塑件的形状结构特点、壁厚、尺寸大小和尺寸精度、外观要求、质量和质量偏差要求、强度和刚性要求、装配要求、使用环境条件要求等因素，在此基础上依据塑料材料性能初步筛选出可以考虑采用的塑料品种、注塑工艺路线和相应的注塑机类型及相应的模具类型。2.2 塑件的成型性能塑料的基本性能包括力学性能、热性能、电学性能、光学性能、耐老化性能、卫生性能、耐磨性、抗疲劳性、抗蠕变性等。但这里设计重点是讨论与成型加工有关的性能。本设计所涉及的模具可用于成型热塑件塑料、热塑性和热固性增强塑料、热固性塑料、弹性体（包括热塑性弹性体等），下面对直接影响模具设计的成型加工性能分别加以叙述。（1）收缩率。各类材料收缩率大小顺序为：弹性体，纤维增强或填料填充的弹性体，热塑性塑料，纤维增强或填料填充的热塑性塑料，热固性塑料，纤维增强或填料填充的热固性塑料。软质弹性体收缩率大于硬质弹性体，软质热塑性塑料收缩率通常大于硬质热塑性塑料。材料的收缩率在很大程度上决定了制品所能达到的精度，影响模具浇注系统和成型零件设计，有时甚至决定了注塑工艺方法和模具类型，比如收缩率大的塑料不能用于精密注塑。塑件的收缩率具有复杂性和多变性，因为影响收缩率的因素除配方和注塑工艺条件外，还有与模具浇口设计（数量、位置、形状、尺寸）、塑件壁厚、型腔中的拐角、加强筋、嵌件、型芯结构尺寸有关。制品成型过程的收缩率通常有以下几个部分决定：熔体充满型腔后有熔体到固体阶段的熔体冷却收缩（对热塑性塑料）和固化相变收缩，这一部分收缩量较大，但由于保压过程补充了收缩量，所以模具设计不考虑这一部分收缩。塑件固化后在模内及模外冷却到室温的收缩，即由线胀系数决定的收缩，这一相比较简单，可以测出。由结晶（对结晶性聚合物）引起的收缩。由取向引起的收缩。后两项变化无常，他们随注塑工艺条件，浇口形状、尺寸、数量和布置、型腔形状结构尺寸，冷却速度（对热塑性材料）或交联固化速度等因素而变化，设计时需要结合经验和试验确定。（2）流动性。在浇注充模时，热固性塑料和部分热塑性塑料流动性较好，弹性体和大多数热塑性塑料流动性中等或较差。物料的流动性相对模具细节设计有诸多影响，浇注系统形式，浇口形状、尺寸、数量和布置，配合间隙，排气问题等设计都与流动性有关，冷却或加热系统、型腔形状与壁厚等因素又能影响物料的流动性，从而影响上述细节设计。流动性的好坏涉及到流动过程中在流动通道各处剪切梯的大小，即影响到取向，进而影响收缩率的变化。设计是需要把物的重点：一是分析充模过程物料流动方向，二是流动性对模具设计细节的影响范围和影响程度。流动性好，则浇注系统阻力可以大一些，成型零件之间配合精度要高一些，排气问题需要特别考虑。流动性差，则要尽可能减少浇注系统阻力，对配合精度和排气要求不高，但冷却系统的设计需要注意，过度冷却会影响充模及熔接强度。（3）结晶性。结晶通常是对具有结晶性的热塑性塑料弹性体（包括橡胶）而言。结晶问题主要影响制品的收缩率，不同材料有不同的收缩率，同一种材料的收缩率受配方、注塑工艺条件、模具温度和冷却速度、制品出模温度、制品脱模后的冷却环境和条件、制品冷却到室温后的存放时间影响变化。与结晶相关的模具设计细节主要是冷却系统设计，即冷却要均匀有效，以确保塑件在完成大部分结晶后脱模，因为制品在模内冷却收缩是夹持冷却收缩，有利于尺寸稳定，而在模外冷却是自由收缩，难以确保制品形状和尺寸的稳定，特别是一些塑料的后结晶现象明显，如聚乙烯塑件，在模外冷却到室温后的几天内仍会因缓慢结晶而收缩。（4）热敏性。热固性塑料、部分热塑性塑料、橡胶在注塑过程中对热有不同程度的敏感性，这里的热对模具设计而言有两方面的含义：剪切生热和长时间受热。剪切生热主要关系到浇注系统设计特别是浇口形状、尺寸、数量和浇口布置，比如使用点浇口时，浇口数量越多，剪切就越弱，剪切发热就越少。受热时间的长短主要关系到浇道设计是否合理，是否能最大限度地减少树脂的滞带量和滞留时间。（5）热性能与固化特性。热塑性塑料和塑性弹性体的熔点（或熔体流动温度）、结晶温度、热变形温度影响模具冷却系统的设计，热固性塑料和橡胶固化特性影响模具加热系数的设计。此外，制品脱模时的软、硬、脆特性将直接影响模具脱模顶出系统的结构形式和尺寸的设计。2.3 注塑工艺路线和设备大多数注塑件可以采用一种以上的注塑成型方法来注塑成型。首先根据塑件的基本情况列出可以采用的注塑成型方法即相对应的注塑机，然后根据设备条件和塑件具体情况并结合经济性，进行反复评估，筛选出要采用的注塑方法和模具类型。例如，拟生产塑料球阀，需要设计模具，首先分析塑件特性：金属阀杆作为嵌件嵌在阀芯内，阀芯作为可转动型芯环抱在阀体内部，阀芯与阀杆内部，阀芯与阀杆材料不同。由塑件的基本特征可以很容易地列出可以考虑采用的注塑成型方法：（1）有普通注塑机进行二次注塑，两套模具，第一次成型阀芯，第二次以阀芯为嵌件成型阀体，需要的设备是两台精密程度中等或更高的小型普通注塑机；（2）装配注塑成型，第一台装配注塑机成型阀芯，第二台装配注塑机成型阀体，实现最后装配；（3）双组分注塑成型，需要使用和模装置有可旋转部分的双组分注塑机。然后根据设备条件情况进一步筛选，如果没有装配注塑机和双组分注塑机，一般情况下采用两台普通注塑机进行二次注塑；如果塑料球阀批量大、效益好、市场前景好并且条件容许，可以购买双组分注塑机或装配注塑机。这里假定选择采用普通注塑机二次注塑工艺，因为塑料球阀规格通常较小，所以用普通小型注塑机床即可，如果只有大中型注塑机，可以在模具结构设计时考虑一模多腔以有效利用设备。总之，注塑工艺路线和设备的选择是一个综合分析和平衡的过程，具有相对的灵活性，需要根据具体情况仔细分析综合评价。2.4 模具类型在确定注塑工艺路线后，相应的模具大类型也就确定。每一类模具中又有若干类不同的结构原理的模具，需要根据塑件原材料、形状结构、尺寸精度、制品批量以及设备情况进行细致的分析平衡，确定出事宜的模具结构类型。例如拟生产酚醛注塑件，设备有热固性注塑机，可以考虑采用的模具类型有普通热固性注塑模、温流道注塑模、热流道注塑模、绝热流道注塑模。如果塑件没有特殊要求且批量很少，则选择结构简单、成本的普通热固性注塑模，就能完全满足要求，且经济性好；如塑件有一定批量且塑性要求不高，则可采用温流道注塑模，温流道注塑模结构相对简单且对设备要求不高；如塑件批量大，则可考虑采用绝热流道注塑模或热流道注塑模。此外，还应结合各类模具特点及所能够成型的塑件的质量和精度综合考虑。2.5 模具设计模具浇注系统设计、分型面确定、型腔数的确定和型腔布置、型芯型腔结构形式的确定、排气问题、冷却或加热设计、侧抽芯、脱模机构设计等模具细部设计的程序和基本考虑与普通热塑性或热固性注塑模有很多相似之处，设计师可以参考。但要注意，每一类型注塑模都有其特殊之处体现在模具的某一或某及部分设计上，如热固性注塑模型芯型腔结构形式和排气要求、弹性体、注塑模脱模方式、精密注塑模的配合精度及模具刚性要求和排气要求等，因此在设计时要深入研究各类注塑模的特点和特殊要求，根据塑件的具体情况将其特点准确体现在设计方案上，这样才能把握设计要点，保证设计成功。各类模具的细部设计将在下面详细阐述。3 模具设计流程合理的模具设计，主要体现在所成型的塑料制品的质量（外观质量及尺寸稳定性），使用时的安全可靠和便于维修，在注塑成型时有较短的成型周期和较长的使用寿命以及具有合理的模具制造工艺性等方面。在开始模具设计时，应多考虑几种方案，衡量每种方案的优缺点，再从中优选一种。对于重新再做的模具，亦应当认真对待，因为时间和认识上的原因，当时认为合理的设计，经过使用也会有可以改进的地方。在设计时本人参考了过去设计人员所设计的图纸，并了解了他在制造和使用方面的情况，吸取其中的经验和教训。3.1 设计依据模具设计的主要依据，就是现有的塑料制品及样图。模具设计人员必须对制品图及样板进行详细的分析和消化，同时在设计模具时，必须注意核查以下所有项目：（1） 尺寸精度及其相关尺寸的正确性；（2） 脱模结构是否合理；（3） 制品厚度及其均匀性；（4） 塑料种类及其缩水率；（5） 表面要求；（6） 表面颜色；（7） 塑料制品成型后是否有后处理；（8） 制品的批量；（9） 注塑机的规格；以上内容，在设计的过程中本人都做了认真的考虑和校核，以满足设计需要。3.2 设计程序模具设计过程基本程序是按照以下程序进行的：1、对塑件产品图和样板进行分析、消化；在进行模具设计之前，首先对制品图或样板进行详细的分析和消化，其内容包括以下几个方面：（1） 制品的几何形状；（2） 制品的尺寸、公差和设计基准；（3） 制品的技术要求；（4） 制品所用塑料名称、牌号；（5） 制品的表面要求。2、注塑机型号的选定；注塑机规格的确定主要是根据塑料制品的大小及生产批量。在选择注塑机时，主要考虑其塑化率、注射量、锁模力、安装模具的有效面积（注射机拉杆内间距）、容模量、顶出行式及顶出长度。倘若客户以提供所用注塑机的型号或规格，设计人员必须对其参数进行校核，若满足不了要求，必须做及时的调整。3、型腔数量的确定及型腔排列；模具型腔数量的确定主要是根据制品的投影面积、几何形状（有无侧抽芯）、制品精度、批量以及经济效益来确定。型腔数量主要依据以下因素进行确定：（1） 制品重量与注射机的注射量；（2） 制品的投影面积与注射机的锁模力；（3） 模具外形尺寸与注射机安装模具的有效面积（或注射机拉杆内间距）；（4） 制品精度；（5） 制品颜色；（6） 制品有无侧抽芯及处理方法；（7） 制品的生产批量；（8） 经济效益（每一模的生产值）。以上这些因素有时是相互制约的，因此在确定设计方案时，必须进行协调，以保证满足其主要条件。型腔数量确定以后，便进行型腔的排列，即型腔位置的布置。型腔的排列涉及模具尺寸、浇注系统的设计、浇注系统的平衡、抽芯（滑块）机构的设计、镶件及型芯的设计以及冷却系统的设计。以上这些问题又与分型面及浇口位置地选择有关，所以在具体设计过程中，要进行必要的调整，已达到比较完美的设计。4、分型面的确定；分型面，在一些产品图中已经作具体规定，但在很多的模具设计中要有模具设计人员来定。一般来讲，在平面上的分型面比较容易处理，有时碰到立体形式的分型面就应当特别注意。其分型面的选择应遵照以下原则：（1） 不影响制品的外观，尤其是对外观有明确要求的制品，更应注意分型面对外观的影响；（2） 有利于保证制品的精度；（3） 有利于模具加工，特别是型腔加工；（4） 有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设计；（5） 有利于制品的脱模，确定在开模时使制品留于动模一边；（6） 便于嵌件的安装。5、侧向分型与抽芯机构的确定；在设计侧向分型与抽芯机构时，应保证其安全可靠，尽量避免与顶出机构发生干扰，否则在模具上应设置先复位机构（详细情况请看下面章节分析）。6、浇注系统的设计；浇注系统的设计包括主流道地选择，分流道截面积形状及尺寸的确定，浇口位置的选择，浇口形状及浇口截面尺寸的确定。当采用点浇口时，为了保证点浇口的脱落，还应注意脱浇口装置的设计。7、排气系统的设计；排气系统对确保制品成型质量起着至关重要的作用，其排气方式有以下几种：（1） 利用排气槽。排气槽一般设在型腔最后被充满的部位。排气槽的深度因塑料不同而异，基本上是以塑料不产生飞边时所允许的最大间隙来确定；（2） 利用型芯、镶件、顶针等配合间隙或专用排气槽塞排气；（3） 有时为了防止制品在顶出是造成真空变形，必须设计进气销；（4） 有时为了防止制品与模具的真空吸附，而设计防真空元件。8、冷却系统和顶出系统的设计；冷却系统的设计是一项比较繁琐地工作，既要考虑冷却效果及冷却的均匀性，又要考虑冷却系统对模具整体结构的影响。制品顶出是注射成型过程最后一个环节，顶出质量的好坏将最后决定制品的质量，因此，制品的顶出机构是不可忽视的。制品的顶出形式归纳起来可以分为机械顶出、液压顶出、气动顶出三大类。9、模架的确定和标准间的选用；模架一般采用标准模架，特殊情况或客户指定要求时，可以对模架的部件形状、尺寸和材料作出更改。标准件包括通用标准件和模具专用标准件两大类。通用标准件如紧固件等。模具专用标准件如定位圈、浇口套、顶针、顶管、导套、导柱、模具专用弹簧、冷却及加热元件、二次分性机构及精密定位标准组件等。一般情况下，尽量采用本厂自制标准件或容易购买的普通标准件，客户指定要求时，需采用客户指定的品牌或规格的标准件，以满足客户的要求。模具设计时，尽可能的选用标准模架和标准件，这对缩短制造周期、降低制造成本是极其有利的。10、绘制装配图；模架及有关内容确定后，便可以绘制装配图纸。在绘制装配如的过程中，对已选定的浇注系统、冷却系统、抽芯机构、顶出系统等做出进一步的协调和完善，从结构上达到比较完美的设计。完整的模图应注意以下几点：模图上应显示注塑机拉杆示意图形状和位置（1） 模图上应标明塑胶产品的塑胶材料及缩水率；（2） 模图上应清楚标明改动标记，在副栏内标明改动标记、日期和日期。11、绘制模具主要零件图；在绘制型腔或型芯图时，必须注意所给定的成型尺寸、公差及脱模斜度是否相互协调，其设计基准是否与制品的设计基准相协调。同时还要考虑型腔、型芯在加工时的工艺性及使用时的力学性能及其可靠性。12、设计图纸的校对；模具设计完后，校对人员应针对客户所提供的有关设计依据及客户所提要求，对模具的总体结构、工作原理、操作的可行性等进行系统的校对。特别应注意以下几点：模架是否适合注塑机（包括模架平面大小及厚度）；根据模架、镶件的大小、形状等实际情况验算A,B般的厚度是否合适；根据模架、镶件的大小、形状等实际情况验算顶柱的数量和位置是否合适；4 注塑材料分析与选择4.1 主要材料分析4.1.1 材料分析塑料是以高分子合成树脂为主要成分，在一定条件的温度和压力下具有可塑性和流动性，可以被塑制成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的新型材料。塑料在常温下为固态，又称为玻璃态；加热后变软且有一定的弹性，称为高弹态；在加热到熔化温度（各种塑料的熔化温度不同）成为浆糊状态，叫做粘流态；如果在加热到熔化温度以上（50C60C）就会分解汽化。4.1.2 塑料的成分一般塑料内大合成树脂的质量分数为40%100%；透明塑料的合成树脂为100%，它不允许渗进其他颜色和其他成分；而其他塑料大多数要加入辅助材料，如增塑剂、发泡剂、填充剂（如滑石粉）、稳定剂、润滑剂、着色剂、增强材料（如玻璃纤维）等。加入辅助材料是为了改善塑料的性能、节约昂贵的塑料。正像在水泥中加入石子和沙子一样，水泥石粘合剂，而沙子和石子填充作用。树脂成分为天然树脂和人工合成树脂。天然树脂如：橡胶、树脂油（桐油、蓖麻油等）和树脂油漆（俗称国漆）。橡胶、国漆是在橡胶树或漆树皮上用刀割几道斜口，在斜口下端用容器接住刀口内留下的胶脂，在经过人工提炼而成的。人工合成树脂主要是从石油中提炼出来的多化学元素聚合而成。塑料的主要成分是C,H,N等源自的聚合物，像PA，PC，POM等塑料内含有O原子。他们相对原子质量一般低于，也叫做大分子物质，是将低分子物质经聚合反应而成。像化学肥料那样，送进去的是煤炭、水，输出的是白色的碳酸氢铵一类的化肥。我们知道物质是由分子构成，分子又是有许多原子构成的，在相同体积的情况下，有的密度大，有的密度小。在标准大气压、温度的条件下：水的密度为1.00,铝的密度为。而在常温下塑料的密度大多数为，经过发泡的塑料（如电器产品的防振包装垫）密度只有。当我们用刀切开发泡塑料，就会看到里面有许多小气孔，所以体积很大的发泡塑料重量且很轻。4.1.3 塑料的性能特点工程应用各种塑料的，应用条件不同选择的材料也不同。根据塑料的性质我们可以将材料分为十余中，其性能特点如下表所示：表4-1 不同塑料的性能特点表塑料名称燃烧易难离火后是否自熄火焰状态塑料变化状态气 味硝化纤维素极易继续燃黄色-迅速燃烧完-聚酯树脂聚苯乙烯燃烧黑烟微微膨胀，有时开裂苯乙烯气味苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)继续燃烧软化、烧焦特殊苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)浓黑烟软化、起泡、比聚苯乙烯易焦特殊聚丙烯腈味乙基纤维素上端蓝色熔融滴落特殊气味聚乙烯上端黄色，下端蓝色-石蜡燃烧味聚甲醛强烈刺激性甲醛、鱼腥味聚丙烯有少量黑烟石油味醋酸纤维素暗黄色醋酸味醋酸丁酸纤维素酪酸(即丁酸)味醋酸丙酸纤维素熔融滴落燃烧丙酸味聚醋酸乙烯黑烟软化醋酸味聚乙烯醇缩丁醛黑烟熔融滴落特殊气味酚醛(木粉)缓慢燃烧自熄黄色-膨胀、开裂木材和苯酚味酚醛(布基)继续燃烧少量黑烟布和苯酚味酚醛(纸基)纸和苯酚味聚碳酸酯缓慢自熄黑烟炭束熔融起泡特殊气味，花果臭尼龙蓝色、上端黄色熔融滴落、起泡羊毛指甲烧焦味脲甲醛树脂难自熄黄色，顶端淡蓝色膨胀、开裂、燃烧处变白色特辣气味、甲醛味三聚氰胺树脂淡黄色氯化聚醚熄灭飞溅，上端黄色，底蓝色，浓黑烟熔融，不增长特殊聚氯乙烯离火即灭黄色，下端绿色白烟软化刺激性酸味氯乙烯-醋酸乙烯共聚物暗黄色特殊气味聚偏氯乙烯很难黄色，端部绿色聚三氟氯乙烯不燃-聚四氟氯乙烯4.2 注射模的塑料材料选择此面盖是要绝源的材料，而且加工，收缩率要小，尺寸要精确等等。具体材料的要求是（1） 收缩小，便于加工和添加改性材料，如PC等。（2） 耐磨抗压。抗高温。（3） 材料价格便宜。4.2.1 ABS材料特点ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物)ABS物理和化学特性：ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚物三种化学单位合成，每种单体都有不同特性；丙烯腈有高强度，热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性，抗冲击特性；苯乙烯具有易加工，高光洁及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯胶分散相。这就决定了ABS材料的耐高温性、抗冲击性及易加工性等多种特性。缩水率为0.5%所有FDM系列产品都提供ABS作为选项，而接近90%的FDM原型都是由这种材料制造的。使用者报告说ABS的原型可以达到注塑ABS成型强度的80%，而它的属性，例如耐热性与抗化学性，也是近似或是相当于注塑成型的工件，其耐热度为93.3，这让ABS成为功能性测试应的广泛使用材料。典型用途：汽车（仪表板、工具船门、车轮盖、反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机、搅拌机、食品加工机、割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆（如高尔夫球手推车、及喷气式雪橇车等）5 注射机的选用目前国产注射机有三种类型，即立式、卧式、90角注射机。由于其结构形式不同，故使用的模具结构也有所差异。所以，在设计注射模时，选用注射机的类型是非常重要的。各种注射机的结构特征及应用见表：表5-1 注射机结构特点表注射机结构形式简图结构特点适用范围立式注射机1 注射装置 2定模3动模 4锁模装置注射装置及定模安装在机床上半部，锁模装置及动模顶出机构安装在下部，互成竖立一线排列。其注射装置一般为柱塞式锁模机构为液压机械式。适宜加工中小型塑件及两次进行双色注塑加工的双色件和镶件比较多的塑件。卧式注射机1锁模装置 2动模3定模 4注射装置注射装置与定模固定板为一侧，顶出机构及动模固定板为一侧互为横卧一线排列。注射装置及螺杆推动，进行液压锁模。适应于各种塑件注塑成型，是目前使用最多的注射机。直角式注射机1注射装置 2定模3动模 4锁模装置注射装置为竖立分布，锁模装置，顶出及定、动模水平卧式排列，互成直角。注射装置为柱塞式，锁模机构为机械式。使用于注射小型零件及塑件中心部分不允许留有浇口痕迹的特殊零件加工，应用不甚广泛。5.1 主要技术参数主要技术参数详见下表：表5-2 注射机主要技术参数表序号技术参数说明1注射压力注射压力是指注射机所能产生的最大压力。2注射速度注射速度是指每分钟射出溶胶的射程或射出每次注射量需用时间或每秒钟注入融腔内最大融料体积。3最大成型面积最大成型面积是指塑件在分型面上的最大面积。4锁模力锁模力是指克服型腔压力，夹紧力，定模分型面不产生溢料所需的力。5开模力开模力是指克服塑料对模具的附着力以及开启模具抽出型芯所用的力和开模时各种摩擦力的总和。6允许模具厚度机器允许安装模具的最大厚度称为允许模具厚度。7顶出装置顶出力及顶出形式顶出塑件用力大小，分液压和机械两种。8模板行程模板间最大距离和模具最小厚度之差值称为模板行程。9模板距离模板距离是指动模滑动固定板与定模固定板的距离。5.2 技术规格及特性注朔成型机主要用于热塑性塑料的成型，其原理就是将热塑性塑料（可多次熔融冷却成型，分子结构呈线形结构且不随温度的升高变化的塑料）在料筒中加热成熔融状态由柱塞或螺杆施加压力通过喷嘴经由浇注系统进入模腔冷却成型。常用注射机技术规格及特性见表：表5-3 各种注射机型号SYS-30SYS-20直角XS-2S-22XS-ZY-60XS-ZY-125XS-ZY-500最大注射量 30g20g30g60g125g475、665、880g注射压力/kN5002002505009003500最大注射面积13045901303201000锁模力/kN5002002505009003500最大模具厚度/mm200250180200300450最小模具厚度/mm7050607080200模板最大距离/mm-340380600950模板行程/mm-160180300300喷嘴圆弧半径/mm18-12121218喷嘴孔径3-2443、5、6、8喷嘴移动距离/mm-120210280顶出行式-四侧顶杆机械顶出中心顶杆机械顶出两侧顶杆机械顶出中心液压顶出5.3 注射机选择面盖的质量分析测量质量属性显示的质量属性值体积 = 274047.607284608 mm3面积 = 268637.660134788 mm2质量 = 2.145967787 kg重量 = 21.044773984 N回转半径 = 164.326251589 mm质心 = -398.055181536, 72.059828354, 66.509848069 mm该信息来自于UG软件的质量分析该产品材料为ABS，查资料得知其密度为1.051.2g/cm3，收缩率为0.4%0.8% ， 塑件质量: M塑= 2M=2146+2146=4292g估算出浇注系统体积V浇=500cm3,可得浇注系统的质量为 = =5001.1 550g 故 M塑=4292+550=4792g而产品注塑量是低于注塑机最大注塑量的80%。即M（产品+凝料）M（注塑机最大注塑量），即注塑机最大注塑量至少为5365g.选择XS-ZY-10KG型10KG克的注塑机。6 分型面的确定和模具设计6.1 分型面的确定6.1.1 分型面概述分型面是前模与后模之间的分界面。前后模从这里分开后，前模模面称之为前模分型面，后模面称之为后模分型面；当两个面贴合在一起时变成一条线，这条线就成为前后模之间的分界线，即也是前后模的分型线。前后模从这里分开之后才能取出产品。因此合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件。分型面的类型主要有以下几种：（1） 产品塑胶都在前模（在PL面以前）。大多数机壳，类如计算机显示器外壳，显示器底座。（2） 分型面在塑胶中间。如薄型平板件、圆筒外形、圆球形件。（3） 分型面在投影最大处、在R与直线相交获相切处。如产品口部需要圆角的。（4） 分型面是曲线的。如滑槽，计算机鼠标外壳也是曲面。在设计此模具时将两曲面与中心线对称，使铭牌的两斜面背靠背，这样做可以使合模时在分型面上产生的侧向分力互相抵消，前后模之间就不会产生位移。（5） 使塑件在开模后留在动模上。（6） 浇注系统，特别是浇口能合理的安排。产品的3D造型如下图所示先对产品进行拔模分析以确定产品的分型面在哪里。经过分析产品的拔模角度选择-3到3，分析图如下图所示：0以上的部分是留在定模上面，0以下的部分留在动模上面。0的区域可留在动模也可以留在定模上，视情况而定。产品侧面，有凹槽需要使用滑块去脱模，而背面有倒扣需要用斜顶来脱模。滑块头部需要和滑块整体相连接，另外滑块的行程需要计算，按照经验公式计算S=S1+安全间距（35），对于精密产品来讲的话，安全间距2-3MM就可以满足要求了。S1是指产品破孔的深度，所以S=5+3=8MM。即滑块的抽芯距离是8MM。滑块的整体3D图如下图所示滑块的头部下端有个圆孔是安装弹簧使用，而滑块后部的螺丝是限位使用的。背部的倒扣需要斜顶脱模，倒扣的距离为8MM，另外加上安全距离2-3MM，达到10MM，计算斜顶的角度，可以有正切公式来计算，即模具推出距离与估算角度和正切1的值三者相乘，大于10MM即可，正切1的值近似为正玄一度的值为0.0175MM，最终档角度选到6的时候所计算的值大于10MM。斜顶头部的3D如图所示：7 模架结构的设计在设计注射模时，为缩短模具的生产周期，提高模具制造质量，必须事实注射模标准化设计，即采用模具标准模架及标准零部件，这样可以大大缩短模具设计时间，提高设计质量。7.1 标准模架选用目前，我国已经有较多模架专业制造厂，并多是按照GB/T 12556.1-1990，GB/T 12555，1-1990模架系列标准制造。在模具设计时，设计人员应尽量采用这些标准模架，以 便于缩短生产时间。然后根据塑件的尺寸、形状、型腔的布置、冷却系统的布置及所选模具结构等方案，结合模架生产厂家所提供的生产目录，来选择合适形式和尺寸系列的标准模架和相应的标准零件。(1) 结构形式选择注射模标准模架共有两个国家标准。一般适用于模板尺寸的中小型模GB/T12556-1990;二是适用于模板尺寸的大型模架GB/T12555-1990。(2) 尺寸的选择标准模架的尺寸是由模板的长和宽（）来确定的，中小型模架GB/T 12556.1-1990共规定了18中系列，每个系列又有049、064种不同的规格，而大型模架GB/T 12555.1-1990共规定了6中系列，每个系列又有064种不同的规格。7.2 标准零件的设计GB/T .1-11-1984标准共有11个通用零件，这些零件之间具有相互配置关系，选用时可根据使用要求，配套组装。7.2.1 结构支撑件设计注射模中的定模座板、定模板、动模板、动模支撑板、动模座板、垫块等零件均为支撑零件，各种支撑零件都要具有足够的强度和刚度。1） 模板尺寸标准模板尺寸标准见表：表7-1 模板尺寸标准（GB/T 4169.8-1984）该标准适用于定模板、动模板、动模支撑板、以及定模座板、动模座板等。（1） 标记要点、的模板100*160*40 GB/T -1984（2） 材料 45钢（3） 技术条件图中标注的形位公差值按照GB/T 1184-1996的附录1，t1为5级，t2为6级，t3为8级。当用做定模板固定板、动模固定板时，根据使用要求t2t3等级由承制单位决定。其他形式按找GB/T 4170-1984。12.5162025324050638010012516020010010012516012512516020016016020025031518020025031520020025031535540025025031535540025045050056031531535540050031556063035563071040040045050056045063050056045050071080050071056063050056080056080063071056063090090090010001250注：“”表示优先选用尺寸。2）推板尺寸推板尺寸标准见表：表7-2 推板尺寸设计标准（1）标记要点B=56mm L=100mm H=12.5mm的推版：56*100*12.5 GB/T 4169.7-1984（2）材料 45钢（3）技术条件1） 途中标注的形位公差值按照GB/T1184-1996的附录1，t1为6级，t2为8级。2） 其他按GB/T 4170-19841012.5162025324050635810012518073125160200114200250315118200250315355400148250315355400450500560199315355400450500560630225355400450500560