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塑料模具毕业设计

网络技术毕业论文

论文题目：

塑料模具毕业设计

前言

塑料作为现代社会经济发展的基础材料之一，已广泛应用于国民经济的各个领域，与钢铁、木材、水泥成为材料领域的四大支柱，有着以塑代钢、以塑代木的发展趋势。

塑料模具是塑料成型加工中重要的装备之一，在塑料制品制造过程中起着重要的作用，直接影响着塑料制品的质量、性能与生产周期。

先进的制造技术对注塑模具制造产生了重大的影响，利用先进的CAD/CAM/CAE技术进行模具的设计与制造，不仅省时省力，实现了无图纸化加工，而且制品的准确性，减少了试模的次数，缩短模具的设计及生产周期，反过来，注塑成型技术的产生与发展也对制造技术不断提高提出了新的要求。

将信息技术与现代管理技术应用于制造全过程，为了注塑模具制造将是以计算机辅助技术为主导技术，以信息流畅作为所要备件的有极强应变能力于竞争力的技术。

第一章概述

1.1模具工业在国民经济中的地位

简而言之，模具是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。

它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。

模具就是一个模型,按照这个模型做出产品来,但是模具是怎样生产出来的呢,可能除了模具专业人士大多数回答不出来.模具已经在我们生活当中起了不可替代的作用,我们的生活用品大部分离不开模具,如,电脑,电话机,传真机,键盘,杯子等等这些塑胶制品就不用说了,没有模具是做不出来的.另外像汽车和摩托发动机的外罩也是用模具做出来的,光一个汽车各种各样的模具就要用到2万多个.所以说现代生活模具的作用不可替代.

模具工业又是高新技术产业化的重要领域。

用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平，是推动模具工业技术进步的关键环节。

CAD／CAE／CAM技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。

模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精密高效加工设备。

逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用，也要与电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。

模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。

机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。

这几年，我国每年要进口几十亿美元的模具。

我国石化工业一年生产500多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生产和生活的消费。

生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具;生产塑料管件和塑钢门窗，也需要大量的塑料模具成形。

从五大支柱产业对模具的需求当中，也可以看到模具工业地位之重要。

1.2各种模具的分类和占有量

模具主要类型有：

冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。

除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔使材料成型。

（1）冲模：

冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。

冲模占模具总数的50％以上。

按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。

按组合工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。

（2）锻模：

锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。

按锻压设备不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模，水压机用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，辊锻机用锻模，楔横轧机用锻模等。

按工艺用途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑性模具等。

（3）塑料模：

塑料模是塑料成型的工艺装备。

塑料模约占模具总数的35％，而且有继续上升的趋势。

塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。

（4）压铸模：

压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。

压铸模约占模具总数的6％。

（5）粉末冶金模：

粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模有：

压模，精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。

1.3我国模具工业的现状

中国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。

目前，国内已能生产精度达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。

在大型塑料模具方面，现在已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5kg大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。

在精密塑料模具方面，国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。

在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。

在汽车模具方面，现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。

其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。

电子，通信与光电等精密模具，并发展出汽机车用大型钣金冲压，大型塑料射出及精密锻造等模具。

1999年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为330亿元，今后几年仍将以每年10%以上的速度增长。

对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10%的增幅。

汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。

1999年，国内汽车年产量为183万辆，。

保有量为1500万辆，预计到2005年汽车年产量将达300万辆。

汽车、摩托车行业的发展将会大大推动模具工业的高速增长，特别是汽车覆盖件模具、塑料模具和压铸模具的发展。

例如，到2005年汽车行业将需要各种塑料件36万吨，而目前的生产能力仅为20多万吨，因此发展空间十分广阔。

 家用电器，如彩电、冰箱、洗衣机、空调等，在国内的市场很大。

目前，我国的彩电的年产量已超过3200万台，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了1000万台。

家用电器行业的发展对模具的需求量也将会很大。

早在1989年，在国务院颂布的《关于当前产业政策要点的决定》中，模具被列为机械工业技术改造序列的首位。

1997年以来，又相继把模具及其加工技术和设备列入《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》和《鼓励外商投资产业目录》。

经国务院批准，从1997年开始对部分模具企业实行了增值税返还70%的优惠政策。

所有这些国家对模具工业采取的优惠政策也将对其发展提供有力支持。

尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。

与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。

今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。

（1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。

（2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。

因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。

（3）推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。

实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。

（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。

第二章原料和塑件的成型工艺分析

2.1PP（聚丙烯）的介绍

一、聚丙烯采用齐格勒-纳塔催化剂使丙烯催化聚合而得，它是分子链节排列得很规整的结晶形等规聚合物。

聚丙聚英文名为Polyoropylene，简称PP，俗称百折胶。

聚丙烯按其结晶度可以分为等规聚殊途同归烯和无规，等规聚丙烯为高度结晶的热塑性树脂，结晶度高达95%以上，分子量在8-15万之间，而无规聚丙烯在室温下是一种非结晶的、微带粘性的白色蜡状物，分子量低（3000-10000），结构不规整缺乏内聚力，应用较少。

二、聚丙烯的改性聚丙烯可通过填充、增强、共混、共聚、交联来改性。

如添加碳酸钙、滑石粉、无机矿物质等填料，可提高刚、硬度、耐热性和尺寸稳定性；添加玻璃纤维、石棉纤维、云母、玻璃微珠等可提高拉伸强度，并可改善抗蠕变性、低温抗冲击性；添加弹性体和橡胶等可提高冲击性能、透明性等等。

2.2、PP的特性

1．物理性能：

聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.90-0.91g/cm3，是日前所有塑料中最轻的品种之一。

它对水特别稳定，在水中24h的吸水率仅为0.01%，分子量约8-15万之间。

成型性好，但因收缩率大，厚壁制品易凹陷。

制品表面光泽好，易于着色。

2．力学性能：

聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能，其强度和硬度、弹性都比HDPE高，但在室温下和低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以冲击强度较差，分子量增加的时候，冲击强度也增大，但成型加工性能变差。

PP最突出的性能就是抗弯曲疲劳性，如用PP注塑一体活动铰链，能承受7*10的7次方次开闭的折迭弯曲而无损坏痕迹，干磨擦系数与尼龙相似，但在油润滑下，不如尼龙。

3．热性能：

PP具有良好的耐热性，熔点在164-170摄氏度，制品能在100摄氏度以上温度进行消毒灭菌，在不受外力的，150摄氏度也不变形。

脆化温度为-35摄氏度，在低于这个温度以下会脆化，耐寒性不如聚乙烯。

4．化学稳定性：

聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定，但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使PP软化和溶胀，同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高，所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件，防腐蚀效果良好。

5．电性能：

聚丙烯的高频绝缘性能优良，由于它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响。

它有较高的介电系数，且随温度的上升，可以用来制作受热的电气绝缘制品，它的击穿电压也很高，适合用作电气配件等。

抗电压、耐电弧性好，但静电度高，与铜接触易老化。

6．耐候性：

聚丙烯对紫外线很敏感，加入氧化锌、硫代丙酸二月桂酯、碳黑或类似的乳白镇料等可以改善其耐老化性能。

2.3成型工艺性分析

PP是一种成型加工性能优良的热塑性塑料，可用很多种方法成型，其中注射成型是一种重要的成型方法。

2.3.1.成型温度

   一般情况下，不同原材料的注塑加工温度的设定范围有很大差别。

PP是结晶性聚合物，熔点为164～170℃，分解温度是300℃，原则上在170～300℃都可以成型，但如果在高温下受热时间过长，PP可能出现热、氧降解现向，使得注塑件的力学性能降低。

有氧条件下，PP在260℃左右可能变黄。

所以成型温度一般设定在170～260℃。

   通常螺杆式注塑机的温度比柱塞式注塑机低10～20℃。

设定温度时，螺杆加料段靠近料斗座部分的温度要低些，以防止物料“架桥”，保证较高的输送效率；螺杆压缩段温度应比加料段高20～25℃，螺杆计量段温度应比压缩段高20～25℃；热流道温度一般与螺杆计量段温度保持一致。

   料筒温度还应结合制品及模具的结构特点进行设定，通常薄壁制品、形状复杂或带有嵌件的制品、熔体充模流程曲折较多或较长的，料筒温度应选择高些。

 2.3.2.模具温度

   模具温度的变化对PP制品的性能影响很大。

如果模具温度高，则熔体冷却速度慢，聚合物分子就有更多的时间来排列，因此结晶度高，制品刚性和硬度增加，表面粗糙度低，熔体体积会发生很大变化，收缩率大，易产生凹痕。

反之，模具温度低，结晶度低，制品韧性增加，收缩