排插面盖注塑模具设计【开题报告+UG+CAD+说明书】.rar

辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 本科毕业设计开题报告本科毕业设计开题报告 题 目 插排外壳注塑模具设计 指 导 教 师 院（系、部）专 业 班 级 学 号 姓 名 日 期 教务处印制一、选题的目的、意义和研究现状1.目的、意义注塑模具是一种专门用于生产塑料制品的模具，其工作原理是通过注射机将熔融的塑料注入模具型腔，通过冷却后脱模得到所需的产品1。注塑模具是塑料成型加工的重要工具之一。注塑模具具有生产效率高、成型精度高、制品尺寸稳定、互换性好等优点，因此在塑料制品生产中得到了广泛应用。注塑模具在生活中应用到很多场合，注塑模具成型工艺是现代制造业中常用的一种工艺方法，它的应用范围广泛，日常生活中用到的很多东西都是注塑出来的，比如医疗器械中的镊子、注射器的针管，汽车行业中的车身外壳、车门把手，以及家庭生活中的拖把、插排。其中插排就是一种非常常见的注塑模具2（如图 1-1）。注塑模具成型工艺在产品生产中起到至关重要的作用，它能够高效、精确地制造出复杂的零部件，大大提高了产品的质量和生产效率。通过注塑模具的设计，可以实现插排外壳的大规模、自动化生产，从而显著提高生产效率，降低生产成本。注塑模具的设计可以确保插排外壳的尺寸精度、形状稳定性以及表面质量，从而提高产品的合格率，减少废品率，保证产品质量。注塑模具的设计可以根据市场需求和产品设计的变化，灵活调整生产工艺和模具结构，从而满足多样化的产品需求。图 1-1 插排2.研究现状近几年来，国内外对于注塑模具成型工艺的研究已经取得了一系列重要的成果。从技术方面来看，注塑模具的设计和制造技术越来越先进，尤其是随着计算机辅助设计3和仿真技术的发展，注塑模具的设计变得更加精确和高效。材料科学的进步也为注塑模具成型工艺提供了更多可能性，比如新型的高温塑料材料和复合材料的应用，使得注塑模具在高温、高压环境下能够保持稳定的性能。在研究方法方面，国内外学者采用了多种手段对注塑模具成型工艺进行研究。其中，实验研究是最常见的方法之一，通过设计合理的实验方案和搭建相应的实验设备，可以对注塑模具成型过程中的各个参数进行详细的观察和测试。另外，数值模拟方法也得到了广泛的应用，通过建立数学模型，模拟注塑模具成型过程中的热传导、流动和固化等关键过程，对其进行分析和优化。注塑模具成型工艺在未来的发展中将会有更好的发展趋势。精密化，随着科技的进步和工艺技术的提升，注塑模具成型工艺将越来越朝着高精度、高效率的方向发展4。未来的注塑模具将更加精密，能够制造出更复杂、更精细的产品。多材料应用，注塑模具成型工艺将逐渐扩展到多种材料的加工领域，比如高温塑料、纳米复合材料等。这将为制造业带来更大的创新空间，推动产品的不断升级和改进。智能化，随着人工智能和物联网技术的迅速发展，注塑模具成型工艺也将朝着智能化方向迈进5。通过引入智能传感器和自动控制系统，实现对注塑模具成型过程的实时监控和智能化调控，提高生产效率和质量稳定性。环保化，环保已成为全球制造业的重要关键词，注塑模具成型工艺也不例外6。未来的注塑模具将更注重节能减排和材料的可循环利用，降低对环境的影响，推动可持续发展。在注塑模具成型工艺的研究中，技术的创新和发展是推动行业进步的关键。随着科技的不断进步，越来越多的智能化技术被应用在注塑模具成型工艺中，提高了生产的效率和质量。智能化技术可以自动控制整个注塑过程，减少了人工操作的错误和疏忽。可以利用传感器和控制系统实时监测模具的温度、压力和流量等参数，并根据需要进行调整和控制。这种智能化的生产方式不仅提高了生产效率，还能够更好地保证产品的一致性和品质。另外，多材料应用也是注塑模具成型工艺发展的一个重要方向。如今，人们对产品的要求越来越高，需要更多种类二、研究方案及预期结果的材料来满足不同的需求。注塑模具成型工艺可以通过调整模具的结构和工艺参数，适应不同材料的成型需求。对于高温、高压和耐腐蚀性能要求较高的材料，可以采用热流道注塑模具来进行成型；对于需要多种材料组合的产品，可以采用多腔式注塑模具来实现。通过不断地研究和创新，未来可以开发出更多种类的注塑模具，满足不同材料和产品的成型需求。除了技术的创新，环保化也是注塑模具成型工艺发展的一个重要方向。随着国际社会对环境保护的重视度不断提高，注塑模具成型工艺也需要适应这一趋势。我们可以通过改进工艺流程和优化能源使用，减少二氧化碳和其他污染物的排放。通过优化注塑工艺参数和减少注塑周期，可以降低能源消耗和污染物的排放。另外，还可以通过改进材料的选择和开发环保型材料，降低对环境的影响。可以采用可降解的塑料材料代替传统的非可降解材料，减少塑料垃圾对环境的影响和破坏。未来，随着科技的不断进步和人们对于品质的要求越来越高，注塑模具成型工艺将会有更广阔的发展空间，并为各行各业的创新和发展提供更强有力的支持。（设计方案或论文主要研究内容、主要解决的问题、理论、方法、技术路线及论文框架等）1.设计原始参数总体结构外形尺寸（长宽高）分别不大于：20010020mm。2.主要研究内容及方案1）插排注塑模具总体结构设计；插排注塑模具主要由模座、定模板、动模板、型芯、凹凸模、导柱、导套、流道、浇口等部件组成。2）主要零部件尺寸、计算；对插排注塑模具尺寸的确定及计算，以及对塑件的校核。3.主要问题及解决办法设计一种注塑插排的模具，使注塑模具组装、维护简便，工人操作省力，节约劳动成本，提高生效效率，保证产品质量。4.预期结果绘制工程图：插排注塑模具装配图，关键零件图，三维图。编写毕业设计说明书。5.论文框架第一章 绪论第二章 塑料材料和塑件工艺分析第三章 注塑模具的整体结构分析和确定第四章 注塑模具成型结构设计第五章 主要尺寸计算第六章 总结第七章 参考文献三、研究进度第 1 周第 4 周：毕业实习，收集资料，撰写实习报告第 5 周：确定题目，撰写开题报告，进行开题答辩第 5 周第 6 周：总体结构方案设计第 7 周第 9 周：各部件尺寸确定、设计、计算第 10 周第 12 周：塑件的验算、校核第 13 周第 14 周：整理设计说明书、图纸计算，提交全部设计成果第 15 周：毕业设计查重第 16 周：准备毕业设计答辩第 17 周：参加毕业设计答辩四、主要参考文献1石世铫.注塑模具设计与制造教程M.化学工业出版社 2017.12.2伍先明，唐浚源接插座注塑模具设计J.模具技术，2003(06):25-27.3李宇新，宋永昌.CAD 技术在塑料模具设计中的应用研究进展J.合成树脂及塑料，2022(05):77-81.4表面织构冷压精密成型模具设计与制造工艺研究D.梁怀南.太原科技大学2021.5注塑模具结构智能设计技术研究D.王静.南京航空航天大学，2020.6张巍，朱建康，王婷.基于 CAE 绿色模具设计的可行性研究J.南方农机，2021(21):34-35.五、指导教师意见 指导教师签字：指导教师签字：I摘 要模具产业的覆盖范围相当广泛，无论是汽车、电器、通信还是军工，大约 70%的部件都依赖于模塑技术，其中注塑模具的使用占据了相当大的比例。透过深入探讨小型塑料件注塑模具的设计流程，我在本次毕业设计中能够更加娴熟地完成整个注塑模具的设计工作。利用三维建模软件，我们成功地创建了完整的注塑模具模型，并利用 CAD 机械绘图技术完成了模具的装配图和部件图的绘制。这篇研究论文详细描述了插排面盖注射模的完整设计流程，涵盖了三维建模软件 UG和 CAD 软件的使用技巧。第一章为绪论部分，主要阐述了本文所研究的课题背景，意义和国内外相关技术的发展现状。在这其中，第二章专门针对插排面盖的形态、尺寸以及所用材料进行了详细分析；在第三章中，对模具基本结构做了设计；在第四章里，我们对注射机进行了初步筛选，并对注射机的各项参数进行了深入的计算与验证工作；并通过实验研究确定了合理的工艺参数，从而实现了注射成型产品的尺寸精度要求。在最后一章中，对模具的工作原理进行了深入的解释。关键词：插排面盖；注塑模具；ABSIIAbstractThe coverage of the mold industry is quite wide,whether it is automobiles,electrical appliances,communications or military,about 70%of the components rely on molding technology,of which the use of injection mold accounts for a considerable proportion.Through in-depth discussion of the design process of injection mold for small plastic parts,I can more skillfully complete the design of the entire injection mold in this graduation project.Using 3D modeling software,we successfully created a complete injection mold model,and completed the mold assembly drawing and component drawing by using CAD mechanical drawing technology.This research paper describes in detail the complete design process of the injection mold of the back cover of the router,including the use of 3D modeling software UG and CAD software.The first chapter is the introduction,which mainly describes the background and significance of the subject studied in this paper and the development status of relevant technologies at home and abroad.In the second chapter,the shape,size and materials of the back cover of the router are analyzed in detail.In the third chapter,the basic structure of the mold is designed.In the fourth chapter,the injection machine is preliminarily screened,and the parameters of the injection machine are deeply calculated and verified.The reasonable process parameters were determined through experimental research,and the dimensional accuracy requirements of injection molding products were realized.In the last chapter,the working principle of the mold is explained in depth.Key words:Button Switch Cap;injection mold;ABSIII目 录目 录摘 要.IAbstract.II目 录.III第一章 前言.51.1 国内发展现状.51.2 模具发展水平与国际先进水平的差距及其主要问题.61.3 模具的发展趋势.81.4 设计的研究内容与意义.9第二章 塑件成型工艺分析.102.1 塑件的分析.102.2 ABS 的性能分析.11第三章 模具的基本结构设计.123.1 分型面位置的确定.123.2 确定型腔数量以及型腔分布.133.3 浇注系统的设计.143.3.1 浇口的设计.143.3.2 主流道和分流道的设计.153.3.3 冷料穴和拉料杆的设计.163.4 成型零件的结构设计及计算.173.4.1 成型零件的结构设计.173.4.2 成型零件钢材的选用.173.4.3 成型零件工作尺寸的计算.173.4.4 型腔壁厚的计算.203.5 导向与脱模机构的设计.213.5.1 导柱、导套的设计.213.5.2 导向孔的总体布局.213.5.3 复位和导向的设计.223.5.4 脱模推出机构的确定.223.5.5 顶出行程和开模行程的计算.233.5.6 脱模力的计算.233.6 模具侧向分型与抽芯机构设计.243.7 冷却系统设计.26IV3.8 模架选用.28第四章 注射机的选择和相关参数的校核.304.1 注射机型号的确定.304.2 最大注射量校核.314.3 注射压力校核.314.4 锁模力效核.324.5 注射机和模具安装尺寸校核.324.6 开合模行程校核.334.7 模具厚度校核.33第五章 模具工作原理.35结论.36参考文献.37致 谢.385第一章 前言1.1 国内发展现状鉴于中国在制造业上的领先地位，模具的市场需求显得尤为庞大。为了更好地服务于我国制造业，促进其健康快速发展，本文以家电产业为例对中国模具贸易进行分析与探讨。本文的第一章是引言部分，它详细描述了研究的背景、重要性以及国内外相关技术的当前进展。第二章对模具贸易进行概述。目前，中国的模具贸易市场规模相当庞大，其年度增长率依然维持在 15%-20%的范围内，这主要得益于家用电器、汽车、包装材料、建筑用材和日常生活用品的持续增长。同时，模具行业也具有很大的发展潜力，随着经济全球化进程加快，国际市场竞争加剧。此外，随着人们生活品质的持续提升，对于产品的外观和质量的期望也日益增高。所以模具作为这些行业中重要的加工工艺环节，也得到了迅速的发展。在我们所在的国度中。模具产业已经成为国民经济中不可缺少的一个重要组成部分。模具制造行业是电子工业之后的第二大核心产业，其带来的经济回报远超其他的工业领域。近年来，中国经济飞速发展，带动了我国汽车产业的快速崛起。得益于国家政策的大力扶持，中国在汽车和信息技术领域也取得了令人瞩目的进步与发展。模具作为重要的基础装备，是这些领域的关键零部件之一，它与国民经济各部门之间有着密切的联系，直接影响着社会经济的可持续发展。因此，模具产业在高端、中端和低端三个领域都面临着巨大的市场需求。第六章讲述的是模具的制造过程，包括模具设计、材料选择和热处理等方面。伴随着中国模具产业的持续壮大，全球模具制造中心正逐步向中国转移。我国已经具备了大规模制造大型精密注塑模具的能力，并形成了一定规模的企业群体，具有相当强的国际竞争力。模具产业已经从之前主要依赖进口的模式，逐渐演变为一个自主的新兴行业。模具产业已经被认为是衡量一个国家综合竞争力和现代化水平的标志之一。模具产业被誉为中国制造业的源头，而模具的生产已经变成了推动中国制造业向前发展的关键支柱。我国是全球模具产量最多、出口最多的国家之一，模具在国民经济中占有十分重要的地位。在所有模具中，注塑模具所占的比重是最大的。塑料产品作为一种典型的轻小型精密制品，其尺寸精度要求很低。利用模具大规模制造的塑料部件展现出高效、一致和低能量消耗的特点，这是其他制造技术所不能达到的。近年来，我国模具工业取得了长足的进步，模具技术也得到不断地提升与改进。伴随着塑料产业，尤其是工程塑料的迅猛增长，我们可以预测，我国的模具产业的增长速度将超过模具产业的总体增长，并预计在接下来的几年中将持续呈现稳定上升的趋势。6在中国的沿海地带，机械模具的生产和制造主要集中在此。随着经济发展水平的提高，我国已经进入高速增长阶段，对于机械制造业提出更高更新的要求，而机械制造业中最关键的部分就是模具制造技术。注塑模具在成型型芯、型腔以及镶件的加工过程中，都必须具备高度的精确性和品质，这也对数控机床提出了极高的标准。随着经济的发展和科技水平的进步，模具加工技术有了很大程度的提高，但与发达国家相比仍存在较大差距。模具的制造工艺和机床的精度等级限制了模具质量的提升，因为所有的机械机床无法加工比自身精度更高的零件，某些零件需要超高精度或超高表面光洁度，大部分企业无法实现，只能在少数高精尖企业中实现。所以，必须使用高效精密的加工设备来保证加工质量，以提高产品的合格率。在国内市场上，除了购置更优质的机械设备进行加工外，还没有其他更优的解决方案。主要是依靠进口的数控设备来加工这些复杂零件。尽管许多企业还在使用传统的人工方法来进行加工、抛光和打磨，但这种方法对技术钳工的技能要求极高，导致生产效率极低，并且容易产生错误。随着我国制造业发展水平不断提高，对机械加工精度提出更高要求，而目前国内许多工厂还存在着大量的问题。产品的质量等级是由设计和加工的技术人员决定的，有些透明或高光洁度的塑料制品不能满足直接报废的标准，这将大大制约国内的生产进度。1.2 模具发展水平与国际先进水平的差距及其主要问题1）主要的不同点在这一阶段，虽然中国模具产业同发达国家的差距在逐渐减小，但是受观念，工艺，经验，设计及工艺等诸多因素影响，中国模具产业同先进国家仍有较大差距。其中，最主要的原因就是技术创新和管理落后。通常而言，由于缺乏足够的创新和信息管理尚未完全成熟，该领域在全球范围内依然保持在一个中等的发展水平。从我国目前模具行业的实际情况来看，其整体技术水平仍然较落后。模具的使用寿命较短、生产周期延长以及质量稳定性不佳构成了最显著的综合性能差异。这是因为模具的加工制造工艺复杂、成本高，在国外的市场上，价格也很昂贵。与此同时，中国的技术人员在素质和研发能力上存在显著的差异。目前，我国企业对模具行业缺乏了解，在模具的设计过程中，没有充分考虑到实际情况，往往只注重技术上的先进性，而忽视了实用性，不能满足市场的需求。因此，与发达国家相比，新产品的研发进程相对缓慢，高科技模具所占的比重明显偏低。2）核心的难题（1）公司的管理方式迫切需要进行改进。因为生产组织和信息技术的应用程度不高，许多企业仍然采用车间式的生产模式，并且在技术专长方面也比较缺7乏。（2）这家公司在研发和独立创新上的实力相对较弱。我国模具制造业存在着很多制约自主创新的原因，其中最重要的一点是缺乏对研发与创新的重视。目前，在我国，绝大多数模具制造企业依然主要依赖模仿和创新，缺乏自主创新的能力。模具制造技术、设备和工具设计的水平相对较低，这主要是因为开发基础薄弱、能力不足、资金投入不足和缺乏可持续发展的观念。（3）在数字化过程中，信息的质量往往不尽如人意。由于企业对数字产品缺乏有效的认识以及缺少相应的技术支撑，许多数据都是以“黑匣子”形式保存下来。许多公司的数据收集工具尚未完全成熟，并且他们主要依赖传统的手动记录方法来保存和管理数据。当前，在我国，大部分企业的数字化信息主要还是集中在 CAD/CAM、CAE、CAABS 等应用程序上，这些应用尚未得到广泛的推广和应用。许多企业还没有建立数据库，这使得软件的开发和应用不能达到真正的生产标准。（4）相较于模具产业的快速发展，标准部件在生产和供应方面表现得相对落后。由于国内市场上还没有形成统一的行业标准，因此在模具加工时需要根据不同产品的要求来选择相应的标准化零部件。当前，在国内，绝大多数模具生产企业主要是通过购买来满足对标准件的需求。大多数企业缺乏明确的企业标准，标准部件的规格也相对较少，部分高品质的标准部件主要依赖进口，这极大地限制了模具产品质量的进一步提高。（5）人才的培养与个人的成长是不能和谐共存的。因此，模具行业迫切需要培养高素质人才。现阶段，模具产业依然面临人才短缺的问题，尤其是经验丰富的专业人士，这在很大程度上限制了该行业的进一步发展。造成这种情况的主要因素包括学校和培训机构的不足，培训的目标设定偏低，以及企业对于人才培养的热情不足。（6）在模具相关的产业链发展上，合作显得不足。从模具制造业来看，由于模具是一个比较高技术含量的行业，因此模具制造企业之间竞争十分激烈，但同时又存在着一定的互补性。模具材料的进步相对滞后，这对模具的质量产生了显著的影响。由于我国的模具工业起步晚，基础差，模具制造技术与发达国家相比还有一定差距。现阶段，我国的模具材料在种类和品质上都未能达到模具制造的标准，许多高品质的模具材料主要依赖于进口进行生产。由于模具加工制造周期长，而且成本较高，导致了许多企业对模具产业的重视程度不够。与模具有关的企业，无论是各种设备还是生产方法，如果配合不当，都可能成为制约模具产业进一步发展的关键障碍。81.3 模具的发展趋势随着新型工程塑料技术的持续进步和广泛应用，其成型方法也日益完善，这使得注塑模具行业展现出更为“多元化”的发展方向。在未来一段时间内，注塑模具将向多品种、小批量、高质量的趋势发展，并向着智能化、数字化、集成化和柔性化方向发展。其核心性能包括：模具产品的高精度、大尺寸、复杂性、完整的精密加工技术、智能化控制、先进的计算机技术以及环保制造方法；生产效率也有了较大提高，特别是在汽车工业中，注塑工艺已经成为一种重要的生产方式。模具行业正在向信息管理、技术整合和加工自动化的趋势前进。模具制造业已成为我国国民经济中重要组成部分，在国民经济中起着举足轻重的作用。首要任务是朝着智能化的趋势前进：我们应当引入计算书的辅助工具，以达到数字化、数据化和数据库模式的目标，并借助人工智能技术来辅助设计和生产流程，从而有效减少人工错误和人工成本。紧随其后的是模具大型化的发展方向：传统注塑模具的吨位已经超越了1000T，因此被认为是超大规模的模具。由于大型模具制造成本高，一般只有在大型汽车零部件生产企业中才能得以实现。然而，随着全球模具市场的不断变化，其应用的广度也在持续增长。如汽车零部件、电子产品等领域都有大量使用到大型模架系统。随着基建路桥工程、海洋工程和航空航天工程的不断深化，对于大型塑料制品和具有特殊复杂性的大型模具的需求也呈现出持续上升的趋势。另外，由于汽车工业发展迅速，以及对高性能汽车零部件要求的不断提高，这些行业都迫切需要大量的高尺寸精度、高可靠性和低成本的大模数注塑成型设备来满足客户的需求。在某些特定项目中，注塑模具的重量可能会超出 3000T，这表明我们在技术和生产能力上还需进一步加强。随着技术的不断进步，在制造精度方面，塑料部件的尺寸精度需求已经上升到了 0.0001mm。为了实现对精密注塑制品的生产要求，就必须要提高其表面粗糙度，即对于注塑模具零件而言，它所使用到的型腔深度以及高度都有相应的公差范围。这一精度要求必须与工业级别的机床设备达到超高精度的匹配，传统的手工操作方式已经无法满足当前的加工和制造需求。同时，由于模具制造行业对产品精度高、质量要求高的特点，也使得其面临着巨大挑战。因此，为了满足模具制造企业的实际需求，有必要与之相配套的机械机床设备企业进行深入的研发工作。91.4 设计的研究内容与意义在本次研究和设计阶段，我们首先借鉴了现实生活中插排面盖的形状以及与模具设计有关的专业知识。为了保证产品外观效果以及提高模具生产效率，我们选择了注射成型方法来完成对插排面盖的制作工作。通过使用 UG 软件，我们为路由器的后盖进行了模型构建，并在 UG 界面上，利用草图、拉伸、抽壳、布尔运算和倒圆角等指令，绘制了其基础模型。然后，在 UG 软件环境下，我们利用注塑模具工具构建了一种相对合适的三维模具设计方案。通过使用 UG 的绘图指令，我们成功地生成了三维模具的二维装配图、二维型芯、型腔、动态模板以及定模板等 CAD 图形。随着人们对生活质量要求的提高，塑料制品的应用领域越来越广泛，从传统的生活用品到汽车、飞机、建筑等行业都有其应用。最终，我们详细描述了整个模具的设计流程，并计算了所需的机构设计和开模的基本原理。在本次课题的设计研究中，CAD、UG 等软件是必不可少的。通过这次的设计实践，我能够更加熟练地操作这些软件，同时也是对书本上关于模具设计理论知识的一次回顾。它主要用来建立各种三维模型以及进行二维工程图绘制，并能对所得到的图形文件进行修改。这使我能够更加深入地理解模具设计的各个步骤和技巧，这不仅是对我个人学习能力的一次锻炼，也为我未来步入职场奠定了坚实的基础。通过这次实习活动，使我在工作中更加得心应手。通过这一轮的实践性学习，不仅能够加强我们对理论知识的掌握，同时也对我们利用这些书本上的知识来解决实际问题具有极大的价值。10第二章 塑件成型工艺分析 2.1 塑件的分析名称：插排面盖选取材料：ABS产品的数量：进行大规模的生产1 关于外观尺寸，该塑件的壁厚达到 2mm，而塑件的最大尺寸为170*60*25mm。由于塑件的熔融流过程相对较短，因此它特别适用于注射成型技术。2 号结构设计部件的整体外观是一个方形的壳体，并且其一侧具有侧孔设计。3 脱模斜度 ABS 是一种无定型塑料，其成型时的收缩率相对较低，统一的脱模斜度定为 1 度。图 2.1 塑件图112.2 ABS 的性能分析 ABS 是由多种材料组成的聚合物，其中丙烯腈因其高硬度和强度而具有很强的耐腐蚀性，丁二烯因其出色的韧性和抗冲击性而受到青睐，而苯乙烯则因其出色的染色能力和加工特性而受到青睐，这为 ABS 提供了丰富的原料来源。它融合了前述的众多优势，展现出卓越的综合机械特性。因此在汽车工业中得到越来越多的应用，特别是用于制造轿车及轻型卡车上，已成为当今汽车工业最主要的塑料件之一。ABS 被认为是生产量最大且应用最广泛的工程用塑料。ABS 的外观呈浅象牙状，可能是粉末或颗粒形态，其密度为 1.05 g/cm3，并且是无毒和无味的。在常温下与水可形成稳定的溶液，并有一定的粘度，可以作为润滑剂和增塑剂使用。ABS 展现出了出色的冲击抗性、冷耐性、耐磨损性、水耐性和油耐性，并且不会受到酸、碱或盐的干扰。其加工性能优良，可在常温下进行注塑成型和吹塑成型。它展现出了卓越的化学稳定特性。然而，ABS 塑料部件不应与碳氢化合物长时间接触，以防止其软化。此外，ABS 塑料部件不应与植物油、冰醋酸等化学试剂产生接触，这可能会对塑料部件的形态造成腐蚀，从而导致其机械性能下降和产生裂缝。在使用过程中由于受到温度变化、压力冲击及化学物质侵蚀等作用会发生降解反应，因此要求有一定的耐热性能。ABS 因其出色的成型特性和高度的综合机械性能，在机械制造和汽车制造领域得到了广泛的应用。在塑料中占主导地位。它被视为各类壳体部件和容器的关键原材料。表 2.1 ABS 性能指标 密度)/(3dmkg1.021.16比体)/(13kgdmv0.860.98吸水率100)24(cp0.20.4收缩率 s0.40.7熔点Cto/130160硬度 HB9.7 R121抗拉屈服强度MPab/50拉伸弹性模量MPaE/131.8 10体积电阻率)/(cmv166.9 10弯曲强度MPaw/800.46MP90108无缺口261 热变形温度ct/0.185MP83103冲击韧度)/()/(22mkJmkJkn 缺口1112第三章 模具的基本结构设计3.1 分型面位置的确定在模具的设计中，无论是从其整体构造还是浇注系统的角度看，选择合适的分型面与分型面的具体位置都是密不可分的，因此，分型面被视为注射模中最关键的参数之一。正确合理地确定分型面上各点在型腔内相对于塑件表面所需距离的方法称为定距抽芯机构设计。它不只是与注塑模具的复杂性有直接的联系，同时也对注塑模具最后产品的成型品质产生影响。因此在模具设计时必须充分考虑型腔形状及其尺寸精度、表面粗糙度以及加工工艺性等因素，以满足制品生产要求。在这个设计里，零件结构遵循的核心原则是:（1）在选择分型面时，应优先考虑在塑料件的最大边缘进行分类；（2）在注塑过程中，分型面的放置位置应确保浇口能够顺畅地填充，这样可以保证流程的简洁性和填充的迅速性。同时，分型面和浇口的结合不应对塑料件的外观品质造成影响；（3）为了简化注塑模具的制造过程并降低其成本，我们应该在分型面的位置尽量减少抽芯机构的使用，或者最大限度地减少抽芯结构的产生。（4）分型面定位完成后，必须要对型腔以及型腔机械加工难度进行考量，保证这样才有利于实际机械加工技术方案落实，并且保证了能用机床加工，避免了不能加工死角。（5）在选择分型面的位置时，我们需要确保塑件的内部表面位于型芯部分，而塑件的外部表面则位于型腔部分，这样可以确保塑件外观的质量。在这次的设计中，我们采用了塑料部件的最大外形来进行定型，具体的位置可以参考图 3.1；图 3.1 分型面设计133.2 确定型腔数量以及型腔分布塑料部件的生产精度一般在 2-3 级之间，但在大规模制造过程中，多腔体结构设计是一个可考虑的选项。本文主要研究了一种采用单腔注射成型工艺的多室型芯注塑模具设计与加工方法，并通过实例证明了该方法是可行的。以汽车的仪表板为研究对象，我们对其注塑模具进行了深入的设计探讨。通过比较几种方案后，最终确定采用单腔模架+四向分型面+双顶杆组合机构来完成注塑成型过程。在全面评估了塑料部件的大小、模具的构造尺寸、制造成本以及其他相关费用之后，我们初步确定了模具的一模两腔的结构设计方案。多腔注塑模具是由多个不同类型的型腔组合而成的复杂模具系统。在多型腔模具的设计过程中，型腔的布局应该追求尽可能的均衡。如果一个型腔里有多个孔或者是一些不规则形状的话，那么就需要考虑如何将这些孔及不规则图形尽可能地开到最小范围内。对大型产品而言，实现这一目标是相当困难的。因此我们选用了一种特殊形状的模具进行加工。它应该与门紧密并对称地展开。如果是小尺寸或较复杂形状的产品，则可以通过增加辅助元件来达到平衡。在设计阶段，可以将两个或更多不同种类的部件放入一个模具中，以完成全部的生产流程。为了实现这一目的，必须使每个部件具有一定比例的尺寸和形状。考虑到模具设计中有 2 个型腔，因此决定采用线性对称的布局策略。图 3.2 型腔分布143.3 浇注系统的设计3.3.1 浇口的设计 注射模浇注系统描述的是从注射口至模腔的物料输入路径。它主要由充型装置、浇口及冷却装置组成。主流道的的核心职责是确保熔融物质能够流畅地进入型腔，并确保注入的压力能够传递到型腔的每一个区域，从而确保型腔尺寸的稳定性。其控制系统包括了注射模和型芯两个子系统。模具浇注系统中的控制单元具有精准调节压力和温度的能力，从而确保整个浇注流程的准确性和稳健性。注射模在塑料成型中起着非常重要的作用，其工作性能直接影响制品质量。伴随着现代工业技术的不断进步，对塑料产品的质量标准也日益提高，其中注射模浇注系统被认为是塑料制品中最核心的工艺环节之一。因此，研究开发具有先进水平的注射模浇注系统成为了当前注塑行业面临的重要课题。模具浇注系统具有一个突出的优点，那就是它能有效地支撑大规模生产活动，并能准确地调整模具内部的温度和压力水平，以实现精准成型的目标。因此，本文针对注射模铸型浇注系统进行研究分析。在实际操作过程中，模具的浇注系统可以基于各种不同的材料来进行选择，如铝合金等。因此，通过合理的选用浇注系统，就可实现对注塑制品品质的控制。另外，模具浇注系统的操作流程极为简单，这不仅有助于节省人力和物力资源，还能显著提高生产效率。浇注系统由以下部分组成：主流道、分流道、浇口和冷料井。浇口作为与塑件直接连接的关键环节，其位置应根据型腔的具体形状和尺寸来确定，以便更有效地填充型腔内的塑料。因此，在挤出成型过程中需要对流道进行设计。由于其体积小巧且短小，所以在加速前，材料会流入空腔中。如果需要较大体积的树脂，则可以使用大直径的浇注系统。空腔的填充相对简单，这是因为它们有助于封闭开口，从而避免熔融物的回流。本文采用有限元分析方法研究了注塑成型模具型腔内流动情况。经确认，该模具是一个 2 腔的模具，并且侧浇口位于塑件侧面下端的中心位置，因此是一个理想的选择。为了保证产品的质量，侧孔必须足够大并要有一定数量。该模具的设计结构包括一个完整的型腔和型芯，从塑料件的侧边进行进料，这有助于填充和排放气体。在分型面与型腔之间设置一个斜向通道，使气体通过此通道进入型腔，从而保证了产品成型过程中不发生气穴现象，提高了成品率。下面是相关的示意图:15图 3.3 浇口形式3.3.2 主流道和分流道的设计 塑料熔融物从喷头流入主要的第一通道中。塑料熔体的充填时长和流速是由主通道的尺寸和形态所直接影响的。（1）如何选择定位圈定位环的核心作用在于确保浇口套与喷油嘴能够精准地相互配合。定位环可采用金属或者塑料材料制成，也可以用其它一些类似于浇口套上孔或其他形状来实现定位。LRA 和 LRB 是两种常见的定位环结构。由于其具有良好的密封性和可靠性而被广泛应用于汽车发动机上。在这一设计方案里，路由器的后盖注射模具采用了 LRB 型定位环，并且选定了如下几种常见的尺寸参数：直径为 120mm、内径为 90mm、厚度为 15mm、深度为 5mm，以及螺钉的尺寸为 M6。（2）浇口套的选择主流道的尺寸计算：由于选定注射机的喷嘴圆弧半径mm121SR，喷嘴孔的直径mm41d，则浇口套的球面半径：mm)1413(mm)21(S1 RSR，取 13 mm；主流道的小端直径：mm)55.4(mm)15.0(1dd，mm5.4取。插排面盖的塑料件模具使用了 SBB 型的标准浇口套件。由于该型塑件结构复杂，所以对模具结构进行了改进。我们设计的塑料部件尺寸较小，使用的模具也是小型的，主流道的长度达到 80 毫米，使得安装变得更为简便。在浇注系统16中设置了排气槽，并将排气口设于模腔上部。浇口套是用 T10 钢制成的，并经过淬火过程以获得其表面的硬度。在注射模浇注过程中，由于模腔内温度过高，造成塑料熔体凝固时产生气泡。浇口套与模板之间的配合H7/m6过度。当塑料熔融物进入主要通道，它会从主通道和流道的交叉点改变流向，使其均匀地进入各个腔室。由于该型塑件结构复杂，所以对模具结构进行了改进。在流道中，常见的截面形态包括圆形截面、半圆形截面、梯形截面以及 U 形截面。由于梯形截面和 U 形截面在热压传递和加工上的高效性，它们得到了广大的应用场景。本次设计选用梯形横截面的分流道，其热量损失会更大，但是在加工的时候选择加工的刀具会更加的简单，而且在加工的时候是更加的容易的。根据塑料成型工艺及模具设计表 4-10，可得侧浇口的深度 h 计算公式为mmmmnth4.127.0式中，t是塑件厚度，这里mmt2；n是塑料成型系数，对于 ABS，其成型系数7.0n。3.3.3 冷料穴和拉料杆的设计冷料穴在模具设计中占据了关键的位置，主要用于冷却模具和塑料部件的表面。如果没有足够的空间来充填，则必须对模具进行重新设计并使之改进。冷料穴有多种可能的形状，包括圆形、椭圆形、三角形或方形等，可以根据塑料部件的特定形状和冷却需求来设计不同形状的冷料穴，以确保模具能够实现最优的冷却效果。因此，正确地选择冷料穴形是获得良好冷却系统的重要因素之一。冷料穴存在多种不同的形态，其中冷孔型冷料穴是最为普遍的一种。冷孔型冷料模具有结构简单，制造成本较低等优点，是目前常用的一种热挤压成型方法中使用最多的冷料穴形式之一。模具的冷却表面通常会放置冷料穴，为了确保模具的冷却效果，冷料穴的布局必须是均匀的，并且冷料穴的孔径应尽量减小。本文介绍了几种常用冷孔的尺寸及其计算方法。冷孔的设计是基于 Z 形杆端、冷孔以及杆形，正如图 4.7 展示的。173.4 成型零件的结构设计及计算3.4.1 成型零件的结构设计（1）凹模的构造设计方案凹模被设计为塑料部件的外部形态，也被称作阴模或型腔。凹模分组合式与整体式两种类型。根据其构造特点，可以将其分类为整体式和局部镶嵌式等几种。目前常用整体式或部分组合式凹模来生产各种形状复杂的塑料制品。从整体上看，整体式的强度和