摘 要

塑料工业是当前发展最为迅速的工业种类之一，模具是制造业的一种基本工艺装备，因而模具工业不仅是国民经济的基础工业，同时也是高新技术产业。由此可知，研究注塑模对了解塑料产品的生产与提高塑料产品的质量具有重大意义。本课题是针对闹钟后盖的模具设计，通过围绕塑件开展全面、深入的工艺分析与对比，设计出了更具实用价值且高效的一模两腔注塑模。本课题从塑料的结构特征、性能及工艺性出发，对注塑设备的选择，塑料件的工艺尺寸，模具的浇注系统、排气系统、脱模机构、温度调节系统都进行了详细的设计。通过整个设计过程使模具的各项性能能够达到塑件所要求的加工工艺。本课题的设计任务是生产一个一模两腔的闹钟后盖的注塑模，以实现生产的自动化，并且提高生产效率。通过本次设计，可以对注塑模有更加深入的了解，通过使用Pro/E绘制三维模型，运用AutoCAD绘制装配图和零件图，更加深化了对软件操作的熟练程度，也对模具的各个零件有了更加深入的了解。

关键词：塑料；注塑模；闹钟后盖

The clock back cover plastic mould design

ABSTRACT

Plastic industry is currently one of the fastest-growing industry categories. The mold is a kind of basic manufacturing technology and equipment, and mould industry is not only the foundation of the national economy, but also a new and high technology industries. Therefore, the research injection mold to understand the plastic product production has a great significance to improve the quality of plastic products. This topic is about the alarm clock back cover mold design, through the plastic parts process analysis and comparison, the final design out one module and two cavities injection mold. This topic from the structural characteristics, performance and manufacturability of a plastic, the choice of injection molding equipment, plastic craft size, mould gating system, exhaust system, demoulding mechanism, the design of the temperature control system in detail. Through the whole design process to make the mold plastic parts required processing technology can be achieved. This topic design task is to produce a one module and two cavities alarm clock back cover of injection mold, in order to realize the automation of production, and improve production efficiency. Through this design, we can have more in-depth knowledge of injection mold, through the use of 3 d model rendering based on Pro/E, using AutoCAD draw the assembly drawing and part drawing, to deepen the proficiency of software operation. Also we can have a deeper understanding of the various parts of the mold.

Key words：Plastic；Injection mold；The alarm clock back cover

目录

1. 绪论 - 1 -

1.1前言 - 1 -

1.2国内外模具的发展现状 - 1 -

1.3模具的发展趋势 - 2 -

1.4本课题的研究内容 - 3 -

2.塑件的成型工艺性分析 - 4 -

2.1塑件的材料选择 - 4 -

2.2 ABS性能的综合分析 - 5 -

2.3 ABS注射成型的基本过程及各项工艺参数分析 - 6 -

2.3.1注射成型的基本过程分析 - 6 -

2.3.2注射工艺的各项参数分析 - 7 -

2.4 塑件分析 - 7 -

2.4.1外形与尺寸分析 - 7 -

2.4.2精度等级 - 8 -

2.4.3脱模斜度 - 8 -

2.4.4表面质量 - 9 -

3.拟定模具的结构形式和注塑设备的选择 - 10 -

3.1.分型面位置的确定 - 10 -

3.2型腔数量和排列方式的确定 - 11 -

3.2.1明确型腔的具体数量 - 11 -

3.2.2型腔排列形式的确定 - 11 -

3.2.3明确模具的基本结构形式^[9] - 11 -

3.3明确注塑的具体机型号 - 12 -

3.3.1选择合适的注射量 - 12 -

3.3.2估算浇注系统凝料的具体体积 - 12 -

3.3.3选择注塑机 - 12 -

3.3.4注塑机各项参数的具体校核 - 13 -

4.浇注系统的设计 - 15 -

4.1主流道的基本设计 - 15 -

4.1.1主流道尺寸 - 15 -

4.1.2主流道的接班凝料体积： - 16 -

4.1.3主流道当量半径： - 16 -

4.1.4主流道浇口套的形式： - 16 -

4.2分流道的具体设计分析 - 17 -

4.2.1分流道的布置形式： - 17 -

4.2.2分流道的长度分析 - 17 -

4.2.3分流道的当量直径分析 - 18 -

4.2.4分流道的基本截面形状分析 - 18 -

4.2.5分流道的具体截面尺寸 - 18 -

4.2.6凝料体积 - 19 -

4.2.7校核剪切速率 - 19 -

4.2.8分流道的脱模斜度及表面粗糙度分析^[10] - 20 -

4.3浇口的总体设计分析 - 20 -

4.3.1明确侧浇口的尺寸 - 21 -

4.3.2计算侧浇口的剪切速率 - 21 -

4.4对主流道的剪切速率进行校核 - 22 -

4.4.1对注射时间加以明确： - 22 -

4.4.2主流道体积流量的计算： - 23 -

4.4.3主流道剪切速率的计算： - 23 -

4.5设计冷料穴分析 - 23 -

5. 设计成型零件结构及相关计算 - 24 -

5.1关于成型零件的总体结构设计分析 - 24 -

5.1.1设计凹模的结构 - 24 -

5.1.2设计凸模的结构 - 24 -

5.2选择合适的成型零件的钢材 - 25 -

5.3成型零件的工作尺寸的计算 - 25 -

5.3.1凹模径向尺寸的计算 - 25 -

5.3.2凹模深度尺寸的计算 - 26 -

5.3.3凸模径向尺寸的计算 - 27 -

6.模架的确定 - 28 -

6.1各模板尺寸的确定 - 28 -

7.脱模推出机构的设计 - 29 -

7.1脱模力的计算 - 29 -

7.2塑件脱出机构分析 - 30 -

7.3推出方式 - 30 -

8. 设计排气系统分析 - 32 -

9. 设计冷却系统 - 33 -

9.1.冷却介质分析 - 33 -

9.2. 计算与分析冷却系统 - 33 -

9.2.1塑料熔体在单位时间内注入到模具中的总质量W - 33 -

9.2.2对单位质量的塑件与凝固过程中所放出的热量予以明确 - 34 -

9.2.3将冷却水对应的体积流量计算出来_v - 35 -

9.2.4对冷却水路的直径加以明确 - 35 -

9.2.5计算管内冷却水的速度v - 36 -

9.2.6水交界面与冷却管壁之间所存在的膜传热系数h的计算 - 36 -

9.2.7计算冷却水通道的导热总面积A - 36 -

9.2.8计算模具所需冷却水管的总长度L - 37 -

9.2.9冷却水路的根数x的计算 - 37 -

致谢 - 40 -

参考文献 - 41 -

绪论

1.1前言

模具就是一种具有能够生产拥有一定形状和尺寸零件的能力的工具，也就是我们常说的模子。比如塑料杯、电视机外壳、塑料垃圾桶等塑料制品，都是通过把塑料加热成熔融状态下的液体，然后注进模具进行冷却成型生产出来的。金属制品也可以通过模具进行压制成型。由此可见很多产品都是通过模具制造出来的，也可以说没有模具的存在就没有产品的生产。当然，模具的存在也是依靠一定的技术，就是我们所说的模具技术，模具技术并不是仅指一种模具的制造技术，它包含冲压模具、塑料模具、挤压模具、压铸模具等多种模具制造技术，这些制造技术包括冲压工艺与冲压模、冲裁工艺与冲裁模、塑料模具、热塑性塑料注射模、热固性塑料模具、冷挤压模具等等。运用模具技术所长产出来的产品在我们生活中也是无处不在、触手可及的，小到塑料杯、手机壳，大到电视机外壳、打印机外壳，由此可见，模具的运用市场非常广阔。由于模具的质量极大程度地影响着产品的质量，所以，我们对模具的要求也就越高：模具所生产出的产品必须是在尺寸精度、外观、物理性能等方面都能满足使用要求的公有制制品，同时要求模具能够实现高效率、自动化、操作简单，并且还要求结构合理、制造简单，成本低廉。

1.2国内外模具的发展现状

模具技术是衡量一个国家制造水平的标准，在CAD/CAM技术普及，CAE技术推广，以及CAD/CAM/CAE技术一体化发展的情形下，我国模具的创新成果不断涌现，使得注塑模的发展迅猛。从整体来看，我国的塑料模具在质量、技术、效率等方面有了很大的发展与进步，但是与国外的先进技术水平相比，差距还是比较大的：国外发达国家的模具钢成材率在85%~90%，而国内成材率仅为70%；在国外，塑料模具钢已成体系化发展，比如美国，其在具体的塑料模具钢方面，钢号已达到7个，并且还专门为此建立了全面的P系列；而对于日本日立金属公司而言，其钢号多达15个，另外，其另外一家公司——日本大同，在特殊钢方面，钢号数为13个；而对于我国来讲，塑料模用钢存在着比较大的随意性，大多数所选用的是40Cr钢以及碳钢，因此寿命仅为国外同类模具的1/10~1/2。所以我国的大部分企业在模具的质量、技术、效率等方面还是有很大的提升空间的。近几年，我国的塑料模具已经显示出新的发展趋势：注塑模具从依靠钳工技艺渐渐转变为依靠现代技术并向更广的方向发展；模具生产也向信息化迅速发展。但是市场需求不断扩大，对塑料模具的质与量的需求也就越高，在此驱动与作用下，国内模具行业在日常经营当中所存在的各种问题也日渐显现出来：（1）各方面未能实现均衡发展，所生产的产品有着较低的总体质量；（2）工艺装备相对落后，组织协调能力比较差；（3）市场需求旺盛，供不应求；（4）大部分企业的开发创新能力比较落后。我国模具开发制造水平落后于发达国家至少十年，因此，我们必须认清形势，认准方向，加速模具行业的发展，用最短的时间赶上发达国家。

1.3模具的发展趋势

近些年，模具数量增长呈现出迅猛的发展势头，所生产出的模具不仅精度更高，而且自动化也更高，除此之外，使用寿命更长，生产效率更高，高效率，并且这一类型的模具在整个模具产量当中所占比重日渐增大。模具的发展趋势主要从模具的设计与制造两个角度出发：

（1）对理论进行更加深入的研究