第1章绪论1.1蓬勃发展的中国模具工业由于近年市场需求的强大拉动，中国模具工业高速发展，市场广阔，产销两旺。
2003年我国模具产值达到450亿元人民币以上，约折合50多亿美元，按模具总量排名，中国紧随日本、美国其后，位居世界第三。
1996年至2002年间，中国模具制造业的产值年平均增长14%左右，2003年增长25%左右，广东、江苏、浙江、山东等模具发达地区的增长在25%以上。
近两年，我国的模具技术有了很大的提高，生产的模具有些已接近或达到国际水平。
大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。
大型复杂冲模以汽车覆盖件具为代表，我国主要汽车模具企业，已能生产部分轿车覆盖件模具。
体现高水平制造技术的多工位级进模、覆盖面大增，已从电机、电铁芯片模具，扩大到接插件、电子零件、汽车零件、空调器散热片等家电零件模具上。
塑料模已能生产34"、48"大展幕彩电塑壳模具，大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。
塑料模热流道技术更臻成熟，气体铺助注射技术已开始采用。
压铸模方面已能生产自动扶梯整体梯级压铸模及汽车后轿齿轮箱压铸模等。
模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。
模CAD/CAM/CAE 技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具CAD/CAE软件。
电加工、数控加工在模具制造技术发展上发挥了重要作用。
模具加工机床品种增多，水平明显提高。
快速经济制模技术得到了进一步发展，尤其这一领域的高新技术快速原型制造技术(RPM)进展很快，国内有多家已自行开发出达到国际水平的相关设备。
模具标准件应用更加广泛，品种有所扩展。
模具材料方面，由于对模具寿命的重视，优质模具钢的应用有较大进展。
成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。
气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在29～34英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。
如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。
热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。
但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50～80%相比，差距较大。
据有关方面预测，模具市场的总体趋热是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具的发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。
随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。
同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。
建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材管接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展速度也将高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。
1.2 我国塑料模具工业和技术的主要发展方向1、在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。
CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。
2、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。
采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。
制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。
气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。
目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。
气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且其常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。
另一方面为了确保塑料件精度，继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。
3、开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。
以适应多品种、少批量的生产方式。
4、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。
这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。
5、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。
采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。
研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。
6、提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。
我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。
为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种。
7、应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。
1.3注射成形基本过程注射成形是现在成形热塑性塑件的主要方法，因此应用范围很广。
所使用的成形机称为注射机。
注射成形是把塑料原料（一般为经过造粒、染色、加入添加剂等处理后的颗粒料）放入料筒中，经过加热融化，使之成为高粘度的流体——称为“溶体”，容柱塞或螺杆作为加压工具，使溶体通过喷嘴以较高的压力（约为25~80Mpa）注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。
注射成形的全过程可以分为：（1）塑化过程现代的注射机基本上是采用螺杆式的塑化设备。
塑料原料（称为“物料”）自送料斗以定容方式送入料筒。
通过料筒外的电加热和料筒内的螺杆旋转的摩擦热使物料熔化，达到一定的温度后即开始注射。
注射动作是由螺杆的推进完成的。
(2)充模过程熔体自注射机的喷嘴喷出后，进入模具的形腔，把形腔内的空气排除，并充满形腔，然后升压到一定的压力，使熔体的密度增加，充实形腔的各部位。
(3)冷却凝固过程热塑性塑料的注射成形过程是热交换的过程。
即：塑化注射充模固化成形加热（理论上绝热）散热热交换效果的优劣，觉得塑件的质量——外表面质量和内在的质量。
因此，模具设计对热交换也要做充分的考虑。
现代的设计方法中也采用了计算机。
(4)脱模过程塑件在型腔内固化后，必须用机械的方式把它从形腔中取出。
这个动作要由“脱模机构”来完成。
不合理的脱模机构对塑件的质量有很大的影响；但塑件的几何形状是千变万化的，所以必然采用最有效的和最适当的脱模方式。
由（1）到（4）形成了一个循环。
每一次循环，就完成一次成形——一个乃至数十个塑件。
1.4注射模的基本结构注射模的基本结构依使用的目的而不同，大致上可以作如下的分类：单腔二板式结构二板式结构多腔二板式结构普通模具三板式结构多腔三板式结构滑动型心式结构瓣合式结构特殊模具脱螺纹结构多层结构旋臂盖的选料及其性能选用热塑性塑料ABS作为旋臂盖的材料。
热塑性塑料是在特定的温度的范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。
ABS是acrylonitritle-butadiene-styrene copolymer 的缩写，中文名是丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物。
ABS可以根据要求通过改变单体的含量进行调整。
当丙烯腈增加时，塑料的耐热、耐蚀性和表面硬度可改善；丁二烯可提高弹性和韧性；苯乙烯可改善电性能和成形能力。
近年来ABS塑料在汽车上的应用发展很快,如作档泥板、扶手、热空气调节导管，以及小轿车车身等。
阻燃级的ABS树脂则用于电子计算机的壳体，控制台、电信、光盘音响设备、彩电的机壳等。
成型性能：●无定性料，流动性中等，吸湿大，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥。
●宜取高料温、高模温，但料温过高易分解（分解温度为≥250℃）。
对精度较高的塑件，模温宜取50~60℃，对光泽、耐热塑件，模温宜取60~80℃。
综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性、电性能良好。
与372有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，且可表面镀铬。
ABS的主要技术指标见表2-1。
表 2-12.2旋臂盖注射成型工艺过程旋臂盖注射成形工艺过程如下：。
旋臂盖塑料模具设计一、塑件的工艺性分析零件图1、塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析1）塑件的结构分析该零件的总体形状为圆形，结构比较简单。
2）塑件尺寸精度的分析该零件尺寸精度为7级，均无公差要求。
由以上的分析可见，该零件的尺寸精度属中等偏上，对应模具相关零件尺寸的加工可保证。
从塑件的壁厚上来看，最小处壁厚为0.9mm，最大处为1.7mm，壁厚差为0.8mm。
3）表面质量的分析该零件的表面要求无凹坑等缺陷外，表面无其它特别的要求，故比较容易实现。
综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。
2、塑件的体积重量计算塑件的重量是为了选用注射机及确定模具型腔数。
计算得塑件的体积：V＝190.35mm3计算塑件的质量：公式为W＝Vρ根据设计手册查得ABS密度为ρ＝102kg/dm3，故塑件的重量为：W＝Vρ＝190.35×1.02×10-3＝2.24g根据注射所需的压力和塑件的重量以及其它情况，可初步选用的注射机为：SZ－60/40型注塑成型机.二、型腔数的确定及浇注系统的设计1、型腔数的确定型腔数的确定有多种方法，本题采用注射机的注射量来确定它的数目。
其公式如下：n2=(G-C)/V式中：G——注射机的公称注射量/cm3V——单个制品的体积/cm3C——浇道和浇口的总体积/cm3生产中每次实际注射量应为公称注射量G的（0.75－0.45）倍，现取0.6G进行计算。
每件制品所需浇注系统的体积为制品体积的（0.2－1）倍，现取C＝0.6V进行计算。
