大学本科生毕业设计（论文）第一章 引言塑料是20世纪发展起来的新兴材料，由于应用广泛，已替代部分金属、木材、皮革及硅酸盐等自然材料，成为现代工业和生活中不可缺少的一种人造化学合成材料，并与金属、木材和硅酸盐三种传统材料一起，成为现代工业生产中四种重要的原材料之一。塑料是以高分子聚合物为主要成分，并在加工为成品的某各阶段可流动成型的材料。所谓高聚物，相对分子质量都大于一万，有的甚至可达数百万，它在一定温度和压力下具有可塑性，可以利用模具成型为一定几何形状和尺寸的制件。除聚合物外，塑料中还有增塑剂、稳定剂、增强剂、固化剂、填料等添加剂。塑料具有优良的性能且应用广泛，与其他材料相比，塑料的主要性能有密度小、比强度高、耐化学腐蚀能力强、绝缘性能及隔热隔音性能好、减磨耐磨性能好、抗震减震性能好、光学性能好以及各种防护性能。塑料常用的成型工艺有注射成型、压缩成型、压铸成型、挤出成型、吹塑成型、压延成型、发泡成型、真空及压缩空气成型等。塑料制件成型后，可直接使用或与其他零件装配组合后使用；亦可通过机械加工、修饰后处理工艺提高其使用性能和品质。我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到一个螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具。近年来，随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断扩大，如：家用电器、仪器仪表，建筑器材，汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属件。工业产品和日用产品塑料化的趋势不断上升。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。本塑料注射模具设计说明书，是根据塑料模具手册上的设计过程及相关工艺编写的。本说明书的内容包括：目录、毕业设计说明书、毕业设计体会、参考文献等。编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法。本说明书在编写过程中，得到指导老师和相关同学的大力支持和热情帮助，在此谨以致谢。由于本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师批评指正。第二章 概述2.1 塑料的概述塑料是在玻璃态下使用的高分子材料。它以合成树脂为基本成分，再加入各种添加剂，如填充剂、稳定剂、增塑剂、固化剂、润滑剂、着色剂、抗静电剂、发泡剂、溶剂、稀释剂等，经一定的温度和压力塑制成形，且在常温下能保持形状不变。塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。热固性塑料成型后为不熔的材料；热塑性塑料受热时呈熔融状态，可反复成形加工。 根据塑料的应用范围，可将其分为通用塑料及工程塑料两大类。(1) 通用塑料 通用塑料是指产量大、价格低的塑料，多用于一般工农业生产和日常生活之中，主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等品种。 聚乙烯 聚乙烯是由乙烯单体聚合而成的采用不同的聚合条件可得到不同性质的聚合物，如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯等。低密度聚乙烯广泛用于各种食品及用品的包装袋。高密度聚乙烯以及中密度聚乙烯适合作为液体、化肥以及重大物体的包装材料。 聚氯乙烯 聚氯乙烯是由乙烯气体与氯化氢合成氯乙烯单体，再聚合成聚氯乙烯。硬质聚氯乙烯的强度高可在-1560使用。它的电绝缘性和化学稳定性也很好，常用于输送酸、碱、纸张等用的管道及化工耐腐蚀管道、通风管、气体管、输油管等。也用于制造灯座，插头、开关及其它电气、电信方面的用具。软质聚氯乙烯强度低，伸长率高，易老化，但具有密度小、隔热、隔音及防震等特点，多用于电线、电缆绝缘层、密封件，衬垫等。 聚苯乙烯 聚苯乙烯具有很好的加工性能与电绝缘性，有良好的隔音、隔热及防震性能，广泛用做仪器的包装与隔热材料。 聚丙烯 聚丙烯的强度、硬度及弹性模量等均优于高密度聚乙烯。它可在100不变形，同时电绝缘性优越，可用来制造机器上的某些零部件，如法兰、齿轮、风扇叶轮、泵叶轮、接头、汽车方向盘调节盖等。它还可以制作各种化工容器，管道，阀门配件，泵壳以及收音机、录音机的外壳。(2) 工程塑料 工程塑料通常是指力学性能较好，并能在较高温度下长期使用的塑料。 聚酰胺 聚酰胺的商业名称是尼龙或锦纶。它广泛用于100以下工作的机器、化学及电器零件。 聚甲醛 它具有优良的综合力学性能，其抗拉强度达75MPa，弹性模量和硬度较高，抗冲击、抗疲劳、减摩性能好，可在104下长期使用。但遇火会燃烧，在大气中暴晒还会老化。 聚砜 聚砜可用于高强度、耐热、抗蠕变的构件和电绝缘件，如各种电气设备的壳体、仪表盘、配电盘、真空泵叶片等。 聚碳酸酯 聚碳酸酯具有优良的综合力学性能，冲击韧度尤为突出；透明度高，可染成各种颜色，被誉为“透明金属”；耐热性比一般尼龙、聚甲醛略高，且耐寒，可在-100145的温度范围内使用。它多用于制造机械工业中受载不大，但冲击韧度和尺寸稳定性要求较高的零件，如轻载齿轮、心轴、凸轮、蜗轮、蜗杆等，由于透明度高，在航空航天工业中也用于制造信号灯，挡风玻璃、座座舱罩等。 聚四氟乙烯 聚四氟乙烯具有优良的耐腐蚀、耐老化及电绝缘性，几乎能耐所有化学药品的腐蚀包括王水。 聚甲基丙烯酸甲酯 商业名称为有机玻璃。用它可制作飞机的座舱、弦窗、电视和雷达标图的屏幕、汽车挡风板、仪器和设备的防护罩、仪表外壳、光学镜片等。 ABS塑料 ABS塑料具有坚韧、质硬、刚性好的综合力学性能，易于成形和电镀，耐热，耐腐蚀以及尺寸稳定性较好，可用于制造点击、仪表、电话、电视机、收录机的外壳及有关元件，还可用来制作汽车的方向盘、手柄以及化工管道与容器等。 酚醛塑料 酚醛塑料具有耐热、绝缘、刚性大、化学性能稳定性好的特点。 环氧塑料 它具有较高的强度、韧性及优良的绝缘性，并能耐-80155的冷热以及酸、碱、有机溶剂的浸蚀。但他的成本高于酚醛塑料。塑料品种繁多，性能、用途也各不相同，其主要特性如下：（1） 质量轻 塑料是一种轻质材料。普通塑料的密度约是铝材的1/2，钢材的1/5. 这对于减轻自重的车辆、船舶和飞机有着特别重要的意义，由于质量轻，塑料特别适合制造轻巧的日用品和家用电器。（2） 电气绝缘性好 其相对介电常数低至2.0，而高值可达十几甚至更高。被广泛用于电机、电器、电子工业中。（3） 比强度比刚度高 强度与相对密度之比称为比强度，弹性模量与密度之比称为比刚度。通常，塑料的比强度接近或超过普通金属材料，因此可用于制造受力不大的一般构件。一些玻璃纤维、碳纤维增强塑料的比强度和比刚度相当高，甚至超过钢、钛等金属，已在汽车、造船、航天和国防工业中应用。（4） 化学稳定性好 一般塑料均具有一定的抗酸、碱、盐等化学腐蚀的能力。其中最突出的代表是聚四氟乙烯，它对强酸、强碱及各种氧化剂等腐蚀性很强的介质都完全稳定，甚至在沸腾的“王水”中也无动于衷，核工业中用的强腐蚀剂五氟化铀对它也不起作用。因此在化工设备制造中有极其广泛的用途。如制造各种管道、密封件、换热器和在腐蚀介质中有相对运动的零部件等。（5） 减摩、耐磨性能优良，减震消声性好。可用于制造一些高速运转的仪表齿轮、滚动轴承的保持架、机构的导轨等。（6） 热导率低，一些塑料具有良好的光学性能。塑料的热导率一般为0.170.35W/(m.)，钢的热导率为4670W/(m.)比金属热导率低得多。可以用来制作需要保温和绝热的器皿或零件。有些塑料具有良好的透明性，透光率高达90以上，如有机玻璃、聚碳酸酯、聚苯乙烯等都具有良好的透明性，他们可用于制作光学透镜，航空玻璃、透明灯罩以及光导纤维材料等。2.2塑料的主要成型方法随着加工温度的逐渐升高，塑料将经历玻璃态、高弹态、粘流态直至分解。处于不同状态下的塑料表现不同的性能，这些性能在很大程度上决定了塑料对加工的适应性、可模塑性、可延性、可纺性、可机加工性等。一般的，塑料的成型方法很多，主要有八种：（1） 注射成型 注射成型是指通过注射机的螺杆或柱塞的作用，将熔融塑料注入闭合的模具型腔，经过保压、冷却、硬化定型后，即可得到模具成型出的塑件。（2） 压塑成型 是将预热过的塑料原料放在经过加热的模具型腔内，凸模向下运动，在热和压力的作用下，塑料呈熔融状态并充满型腔，然后固化成型。（3） 压铸成型 压铸成型是指通过压料柱将加料室内受热熔融的塑料经浇注系统压入加热的模具型腔，然后固化定型。（4） 挤出成型 挤出成型是利用挤出机的螺旋杆加压，连续地将熔融的塑料从料筒中挤出，通过特定的截面形状的机头模成型并借助于牵引装置将挤出的塑料均匀拉出，同时冷却定型，获得截面形状一致的连续型材。（5） 吹塑成型 它是将挤出的熔融塑料毛坯，置于模具内，借助压缩空气吹胀而贴于型腔壁上，经冷却硬化为塑料。此方法主要用于成型空心塑件。（6） 压延成型 它将塑化的热塑性塑料，通过两道或多道旋转的滚筒间隙挤压延展，连续生产塑料薄膜或片材。（7） 发泡成型 将发泡性树脂直接填入模具内，使受热熔融，形成气液饱和溶液，通过成核作用，形成大量微小泡核，泡核增长，制成泡沫塑件。常用发泡方法有三种：物理发泡法，化学发泡法和机械发泡法。（8） 真空及压缩空气成型 把热塑性塑料板片固定在模具上，用辐射加热器进行加热，加热到软化温度后，用真空泵把板材和模具间的空气抽掉，靠大气的压力使板材贴合在模具的型腔表面，冷却后固化成型。2.3注塑模具的现状和发展趋势塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。塑料制品成型的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市场中塑料成形模具产量中约半数是注塑模具。注塑模具在量和质方面都有较快的发展，我国最大的注塑模具单套重量已超过50吨，最精密的注塑模具精度已达到2微米。制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也能生产，多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。在CAD/CAM技术得到普及的同时，CAE技术应用越来越广，以CAD/CAM/CAE一体化得到发展，模具新结构、新品种、新工艺、新材料的创新结果不断涌现，特别是汽车、家电等工业快速发展，使得注塑模的发展迅猛。经过近几年的发展，塑料模具已显示出一些新的发展趋势：1.大力提高注塑模开发能力。2.注塑模具从依靠钳工技艺转变为依靠现代技术。3.模具生产正在向信息化迅速发展。4.注塑模向更广的范围发展。第三章 塑件成型工艺性分析3.1塑件分析塑件结构如图3-1、3-2所示；图3-1 塑件3D图图3-2 塑件2D剖面图（1） 塑料名称：ABS(苯乙烯-丁二稀-丙烯晴共聚物)（2） 色调:乳白色、不透明 （3） 生产纲领：中批量3.2塑件的结构及成型工艺性分析3.2.1工艺可行性分析（1）结构分析：该塑件为线盒塑盖，外形近似一长方体盒子，边与四个角都是对称的，底部除了几个较大的孔外还有小孔，壁厚差异不大。塑件外表面要求比较光滑但内表面要求精度较低、无印纹、流痕、顶出痕迹等缺陷。（2）成型工艺分析：精度等级：选用精度等级MT5级脱模斜度：ABS的成型性能良好，成型收缩率较小，为0.0030.008，其脱模斜度查参考文献【2】表7-5，其凹模