壳体注塑模具设计说明书

1.绪论

模具作为工业产品的重要基础工艺装备，在工业生产中是不可或缺的技术与工具，它不仅直接影响工业产品的水平，也是一个国家工业化程度和机械制造工业技术水平的综合体现。

本设计是应用计算机软件来完成注塑模具的设计。本题目涉及注塑模具设计、计算机绘图软件应用等方面知识。

1.1塑料模具发展现状

我国塑料模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。由于模具生产产品具有精度高、复杂性高、一致性好、生产效率高、消耗低等优良特性，所以在现代工业中将会起到更大的作用，得到更多的应用。我国的塑料模具发展至今，已能生产精度达2微米的精密多工位级进模，工位数最多已达160个，寿命1～2亿次。

1.2研究注塑模具的意义

模具是现代工业发展的基础，许多产业的发展都离不开模具行业的支持。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。在模具工业的总产值中，塑料模具约占33%左右。

不同的塑料成型方法使得塑料模具的原理和结构不同。按照成型方法的不同，塑料模具分为：注塑模具、压塑模具、挤出模具、吹塑模具等。注塑模具主要用于热塑型塑料制品的成型，近年来也越来越多的用于热固性塑料制品的成型，注塑成型在塑料制品成型中占有很大比重，世界上塑料成型模具的产量半数以上是注塑模具。现代工业中，消费品外壳的色彩、手感、精度、壁厚等都提出了新要求，塑料外壳设计成为重要的一环。精密、设计合理（主要针对薄壁制品）的注塑模具将得到越来越多的应用。

1.3现代注塑模具设计方法

目前为了应付当前市场多样化的要求，缩短产品制造周期以取得最佳的竞争优势，模具设计中都引入了CAD/CAM/CAE[8]（计算机辅助设计/辅助制造/辅助工程）计算机一体化制造技术[3]，以提高产品质量，降低成本，增加竞争力。一般而言，一件完整理想的工业产品，其制造流程为先有原创型的概念设计出原件，配合计算机辅助工程分析技术，再依据分析结果修改、测试，最后再依此设计图经由计算机辅助制造，进行产品自动化生产，上述整个过程均在计算机上进行[10]。

在模具设计生产过程中，应用Pro/ENGINEER软件，将原来模具结构设计→模具型腔、型芯二维设计→工艺准备→模具型腔、型芯设计三维造型→数控加工指令编程→数控加工的串行工艺路线改为由不同的工程师同时进行设计、工艺准备的并行路线，不但提高了模具的制造精度，而且能缩短设计、数控编程时间达40%以上[11]，所以得到很好的应用。

1.4本次设计的主要内容

本设计是剃须刀壳体注塑模具的设计，剃须刀的材料为ABS，通过对塑料件的分析选择注塑机，然后计算模具的工作尺寸，设计模具的结构，选择模架，最后对整体进行校核，得出完整的模具结构。其中利用计算机软件辅助设计，分析塑件，绘制了图纸。

2.塑料件的分析

2.1明确塑件设计要求

本论文所要介绍的是剃须刀壳体注塑模具的设计。

剃须刀壳体的零件图如图2-1所示，其材料为ABS树脂，该产品的外侧表面有一定的粗糙度的要求，内侧表面对粗糙度要求不高，但由于要和壳体其它部分进行连接，因而有一定的配合要求。

图2-1 剃须刀壳体零件图

2.2明确塑件批量

该产品生产批量为每月10万件。

成型周期为34秒其中：合模2秒、浇注2秒、保压8秒、冷却18秒、开模2秒、顶出2秒。若每天工作24小时，每月计28天，设备利用率为80%，则每月浇注次数为：28×24×60×60×80%/34=5.69万次

所以模具的型腔数为：

10万/5.69万次=1.8

因此，本设计模具采用一模二腔结构。

2.3计算塑件的体积和质量

2.3.1材料的特性

该产品材料为ABS树脂。

ABS成型工艺特性[1]：

（1）吸湿性强，原料要干燥；

（2）流动行中等，宜用高料温、高模温、高注塑压力成型；溢边值0.04mm；

（3）尺寸稳定性好；

（4）塑件尽可能有大的脱模斜度。

其密度为1.02-1.07g/cm3，计算出其平均密度为1.05 g/cm3[9]。

2.3.2计算塑件体积

利用Pro/E软件进行塑料件的三维实体造型[4][11]，如图2-2，然后进行塑件分析，得出塑料件的体积为15.7 cm3。

M塑=ρV塑=1.05 g/cm3×15.7 cm3=16.49g

由浇注系统体积V浇=8.28cm3可计算出浇注系统质量为：

M浇＝V浇ρ＝8.28 cm3×1.05 g/ cm3=8.7g

V总＝2V塑＋V浇＝15.7 cm3×2＋8.28 cm3＝39.68 cm3

M总＝2M塑＋M浇＝16.49g×2＋8.7g＝41.68g

图2-2塑料件Pro/E实体造型

3.注塑机的确定

根据以下参数选择合适的注塑机，本设计的参数有：

3.1注塑量

3.1.1理论注塑量

理论注塑量是指注塑机在对空注塑的条件下，注塑螺旋杆作一次最大注塑行程时，注塑装置能达到的最大注出量。

3.1.2实际注塑量

根据实际情况，注塑机的实际注塑量是理论注塑量的80%左右。即

M S=αM1 （3-1）

V S=αV1 （3-2）其中：M1——理论注塑质量，g；

V1——理论注塑容量，cm3；

M S——实际注塑质量，g；

V S——实际注塑容量，cm3；

α——注塑系数，一般取值为0.8。

本设计中V总=39.68 cm3，根据塑件总体积应大于实际注塑量，即

V1 =V S/0.8〉V总/0.8=39.68 cm3/0.8=49.6cm3

因此，注塑机的理论注塑量V1应大于50 cm3。

3.2注射压力

注塑加工时所需的注射压力与塑料品种、塑件的形状及尺寸、注塑机类型、喷嘴及模具流道的阻力等因素有关。选择的注塑机的注射压力必须大于成品所需的注射压力。根据经验，成型所需注射压力范围如下：

（1）塑件形状简单，熔体的流动性好，厚壁者，所需注射压力一般小于80MPa；

（2）塑件形状一般，精度要求一般，溶体流动性能好者，所需注射压力通常80～100MPa；

（3）塑件形状一般，有一定的精度要求，溶体粘度中等（如改性PE、PS），所需注射压力选