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心型台灯塑料注塑模具设计
专业名称：机械设计制造及其自动化
摘要：塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。
本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则；详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明；最后介绍了当今世界上最为普及的三维CAD/CAM系统标准软件PRO/ENGNEER的PROGRAM模块，对导柱和导套进行了参数化设计。http://www.16sheji8.cn/
通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通过对PROGRAM的学习，可以建立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。
关键词：塑料模具；参数化；镶件；分型面
Abstract: plastic industry is in the world grows now one of quickest industry classes, but casts the mold is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance.http://www.16sheji8.cn/
This design introduced the injection takes shape the basic principle, specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request; Finally introduced now in the world the most popular three dimensional CAD/CAM system standard software PRO/ENGNEER's PROGRAM module, and led the wrap to the guide pillar to carry on the parametrization design.http://www.16sheji8.cn/
Through this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail quetison, understands the mold structure and the principle of work; Through to the PROGRAM study, may establish the simple components the components storehouse, thus effective enhancement working efficiency.
Key word: The plastic mold;the parametrization; inlays;divides the profile
目 录
1 前言………………………………………………………………………………………………1
1.1模具工业在国民经济中的地位………………………………………………………………1
1.2各种模具的分类和占有量………………………………………………………………………1
1.3我国模具工业的现状……………………………………………………………………………2
1.4世界五大塑料生产国的产能状况………………………………………………………………3
1.5我国模具技术的现状及发展趋势……………………………………………………………4
2 注塑件的设计……………………………………………………………………………………6
2.1功能设计……………………………………………………………………………………6
2.2材料选择………………………………………………………………………………………6
2.3结构设计……………………………………………………………………………………8
2.3.1对塑件的修改说明……………………………………………………………………8
2.3.2 壁厚…………………………………………………………………………………… 8
2.3.3 脱模斜度…………………………………………………………………………………9
2.3.4加强肋……………………………………………………………………………………9
2.3.5 圆角………………………………………………………………………………………9
2.4塑件的尺寸精度及表面质量…………………………………………………………… 10
2.4.1尺寸精度………………………………………………………………………………10
2.4.2塑件的表面质量………………………………………………………………………10
3 注塑成型的准备…………………………………………………………………………………11
3.1注塑成型工艺简介……………………………………………………………………11
3.2 注塑成型工艺条件………………………………………………………………………12
3.3注塑机的选择…………………………………………………………………………13
3.3.1 注塑机简介…………………………………………………………………………13
3.3.2 注塑机基本参数……………………………………………………………………13
3.3.3 选择注塑机………………………………………………………………………………14
3.4 注射机的校核…………………………………………………………………………16
3.4.1最大注塑量的校核……………………………………………………………………16
3.4.2锁模力的校核…………………………………………………………………………16
3.4.3塑化能力的校核……………………………………………………………………16
3.4.4喷嘴尺寸校核………………………………………………………………………16
3.4.5定位圈尺寸校核………………………………………………………………………16
3.4.6模具外形尺寸校核……………………………………………………………………17
3.4.7模具厚度校核…………………………………………………………………………17
3.4.8模具安装尺寸校核……………………………………………………………………17
3.4.9开模行程校核………………………………………………………………………17
4 模具设计……………………………………………………………………………………18
4.1 塑料配方说明………………………………………………………………………18
4.2 分型面的确定……………………………………………………………………………18
4.3型腔数目的确定…………………………………………………………………………… 19
4.4浇口确定……………………………………………………………………………19
4.5模具材料的选择…………………………………………………………………………19
4.6浇注系统设计…………………………………………………………………………20
4.6.1主流道…………………………………………………………………………… 20
4.6.2分流道………………………………………………………………………………20
4.6.3冷料穴………………………………………………………………………………21
4.6.4浇口…………………………………………………………………………………21
4.6.5剪切速率的校核…………………………………………………………………22
4.7模架的确定……………………………………………………………………………23
4.7.1型腔壁厚和底版厚度计算……………………………………………………………23
4.7.2模架的选用……………………………………………………………………………24
4.8导向与定位机构……………………………………………………………………25
4.9顶出系统设计……………………………………………………………………………26http://www.16sheji8.cn/
4.9.1脱模力的计算……………………………………………………………………26
4.9.2推杆脱模机构……………………………………………………………………28
4.9.3推管脱模机构……………………………………………………………………29
4.9.4推板厚度的计算…………………………………………………………………30
4.10成型零件工作尺寸的计算………………………………………………………31
4.10.1凹模工作尺寸的计算…………………………………………………………………31
4.10.2 凸模工作尺寸的计算……………………………………………………………………32
4.10.3 中心距尺寸的计算………………………………………………………………………33
4.11排气设计…………………………………………………………………………………33
4.11.1排气设计原则……………………………………………………………………………34
4.11.2推管、推杆、镶件排气功能的证明……………………………………………………34
4.12温度调节系统设计………………………………………………………………………35
4.12.1温度调节对塑件质量的影响………………………………………………………35
4.12.2对温度调节系统的要求……………………………………………………………35
4.12.3冷却系统设计………………………………………………………………………36
5 参数化设计………………………………………………………………………………………43
5.1 PROGRAM简介…………………………………………………………………………43
5.2导柱的参数化设计……………………………………………………………………44
5.2.1模型的构建流程…………………………………………………………………………45
5.2.2 对模型的操作意图………………………………………………………………………45
5.2.3 参数化程序………………………………………………………………………………45
结论…………………………………………………………………………………………………49
参考文献…………………………………………………………………………………………… 50
致谢……………………………………………………………………………………………… 51
附录………………………………………………………………………………………………………… 52
1 前言
1.1 模具工业在国民经济中的地位
模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。
模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。http://www.16sheji8.cn/
模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60％~90％的产品的零件，组件和部件的生产加工。
模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，2005年将达到170种。一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有80％的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有14种排量80多个车型，1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种，共计5000多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具，总价值为1000多万元。其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。
目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。
1.2 各种模具的分类和占有量
模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。
（1）冲模：冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的50％以上。按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。按组合工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。
（2）锻模：锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按锻压设备不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模，水压机用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，辊锻机用锻模，楔横轧机用锻模等。按工艺用途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑性模具等。
（3）塑料模：塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的35％，而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。
（4）压铸模：压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。压铸模约占模具总数的6％。http://www.16sheji8.cn/
（5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模有：压模，精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。
模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造（凝固理论），塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综合，其复杂程度显而易见。
1.3 我国模具工业的现状
自20世纪80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。20世纪90年代以后，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在1990年仅60亿元人民币，1994年增长到130亿元人民币，1999年已达到245亿元人民币，2000年增至260~270亿元人民币。今后预计每年仍会以10℅~15℅的速度快速增长。 http://www.16sheji8.cn/
