毕业设计模具设计

第一章绪论

1. 塑料及塑料工业的发展

塑料工业是一门飞速发展的新兴工业,是随着石油工业的发展应运而生的.世界塑料的历史仅有90年，而我国的塑料工业起步于20世纪50年代，只有50年的历史,但其了展速度是惊人的。

据统计，就最近几十年来，全世界的塑料用量几乎每五年翻一翻特别是近20年来发展雨十分迅速，塑料的产量和数量都有了很大的增长。1910年全世界的产量只有24kt，到了2003年产量已达到126Mt,有300多个塑料品种。我国的塑工业经过多年的发展，现如今问题已跃居世界第二位，塑料在国民经济中了挥着重要的作用，但是从人均消费量看，我国人均消费量公12kg上下，而发达国家是30~100kg,世界平均消费量是18kg。不难预测，中国加入WTO后，中国在全球经济中地位将日益突出，我国塑料工业在未来十年内将有广阔的发展空间和前景。

2.我国的塑料工业现状

大多数塑件的制造是靠模塑成的，用模具生产的塑件具有高精度，高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗等特点。塑料模具的设计和制作水平，对塑件的成型质量具有至关重要的影响，用模具生产的产品价值，往往是模具自身价值的几十倍甚至上百倍。因此，模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定一个国家制造业的竞争能力。因此，在欧美等工业发达国家，模具被称为“点石成金”的“磁力工业”。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”；德国则认为模具工业是所有工业中的“关键工业”；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力”，同时也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力”。从世界发达国家的生产情况来看，模具产值已经大于机床产值，而且他们注重生产附加的模具，低附加的模具则转到其他发展中国家生产。

目前，我国模具按产量总量排名，我国名列日本、美国之后，位居第三。我国已成为一个模具大国，但从先进技术的应用程度来看，我国还不是一个模具工业强国，虽然近几年我国的模具技术水平已经有了很大的提高，但是总体上与发达国家相比，还是有很大的差距。比如：精密加工设备还很少；CAD/CAM/CAE 等普及还不是很高；成型设备陈旧、品种少；塑料材料品种少等等。因此，大部分国产模具的精度低，寿命短、制造周期长，特别是大型、精密、长寿命的模具远远不能满足国民经济的发展需要。在我国模具行业“十一五”规划中提出了争取进入模具生产制造强国的总体目标。我国模具工业的当务之急是加快技术进步，调整产品结构，增加高档模具的比重，质中求效益，提高模具的国产化程度，

减少对进口模具的依赖。

据预测，中国市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具的发展高于其它模具，在模具行业中比重逐渐提高。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具的要求必然越来越高，精密、大型、复杂、长寿命模具的发展将高于总量发展的速度。同时，由于进口模具精度、复杂、长寿命模具占多数，因此减少进口量、提高国产化的角度出发，高档模具在中国市场上的份额也逐步增大。

3.塑料成型模具的发展趋势

现代模具技术的发展，在很程度上依赖标准化、优质模具材料的研究、先进的设计与制造技术和专用的机床设备，更重要的是生产技术的管理等。21世纪模具行业的特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化；目标是提高产品的质量和生产率，缩短设计及制造周期，降低生产成本，最大限度的提高模具行业的应变能力，满足用户需要。可见，未来我国塑料模具技术的主要发展方向将是：

（1）在塑料模具设计制造中大力普及、广泛应用CAD/CAM/CAE技术，逐步走向集成化。

（2）提高大型、精密、复杂与长寿命模具的设计与制造技术，逐步减少模具进口量，增加模具的出口量。

（3）在塑料注射成型模具中，

（4）

（5）积极应用热流技术，推广气辅或水辅注射成型以及高压注射成型技术，满足产品的成型需要。

（6）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。

（7）发展快速制造成型和快速制造模具技术，即快速成型制造技术，迅速制造出产品原型与模具，以降低成本。

（8）积极研究与开发模具的抛光技术、生产设备与材料，满足特殊产品的需要。

（9）推广应用调整铣削、超精密加工和复杂加工技术与工艺，满足模具制造的需要。

（10）开发优质模具材料和表面处理技术，提高可靠性。

（11）研究和应用模具的调整测量技术、逆向工程与并行工程，最大限度地提高模具的开发效率与成功率。

（12）开发新的成型工艺与模具，以满足未来多学科、多功能综合产品开发设计技术的要求。

第二章塑件结构工艺性分析1.塑件的几何形状分析

工件三维图如下：

工件的二维图如下：

从零件图可以看出，工件属于回转类产品，最大宽度尺寸为φ70mm ，最大长度尺寸为10mm 。内表面有六处环形阵列小肋板，并且中心有一圈凸起圆圈。外表面有倾斜向圆心的倒角该设计方便于塑件脱模。在塑件内表面还有一向中心凸起φ66mm 的圆环，由于该处凸起高度只有1mm ，可选用强制脱模完成。

经查表可知：

实际工件的壁厚为1mm ，该设计符合最小壁厚要求。

以上表明，塑件结构简单，没有高难度的结构要求，精度要求不高。

2. 塑件原材料的成型特性分析

ABS 是聚苯乙烯的改性产品，是目前产量最大、应用最广的工程塑料。ABS 是不透明的非结晶型聚合物，无毒、无味，密度为1.02～1.05g/cm 3.ABS 具有突出的力学性能，坚固、坚韧、坚硬；具有一定的化学稳定性和良好的介电能力；具有较好的尺寸稳定性，易于成型和机械加工，成型塑件表面有较好的光泽，经过调色可配成任何一种颜色，表面可镀铬。其缺点是耐热性差，连续工作温度为70C 。左右，热变形温度为93C 。左右，耐候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。ABS 可采用注射、挤出、压延、吹塑、真空成型、电镀、焊接及表面涂饰等多种成型加工方法。

ABS 成型性能如下：

（1） 易吸水，成型加工前应进行干燥处理，表面要求高的塑件应长时间预热。

（2） 流动性中等，溢边值为0.04mm 左右。

（3） 壁厚和熔料温度对收缩率影响极小，塑件尺寸精度高。 （4） 比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。 （5） 表观粘度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大都采用点浇形式。

（6）

顶出力过大或机械加工时塑件表面会留下白色痕迹，脱模斜度就取20以上。

（7）

易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的