玩具飞机注塑成型工艺与模具设计
日 期： 【摘要】本课题名称为玩具飞机注塑模具设计，通过整套的塑料模具设计，去了解注塑模具的设计流程，熟悉各种塑料的成型性能跟要求，并完成设计说明书。该课题从产品成型入手，首先进行塑件的测绘，完成产品的三维造型。在根据塑件的结构，进行设计。从模具的浇注系统、冷却系统、排气系统、顶出系统、注塑机参数校核等方面进行设计。通过整个设计流程了解各个零件的加工工艺。
引言 1
一、塑件的工艺性分析 2
（一）结构分析 2
（二）材料分析 2
二、模具结构确定 4
（一）分型面确定 4
（二）型腔数目的确定 4
三、模架与标准件的选择 6
（一）模架类型 6
（二）模架尺寸 6
（三）标准件的调用 8
四、浇注系统 10
（一）主流道设计 10
（二）分流道设计 10
（三）浇口设计 11
（四）冷料穴设计 11
五、成型零件设计 13
（一）结构类型选择原因分析 13
（二）成型零件工作尺寸确定 13
六、冷却系统设计 15
七、参数校核 16
（一）注射量的计算 16
（二）锁模力的计算 16
（三）注射机选择 16
（四）注射机有关参数校核 16
设计总结 18
致谢 19
参考文献 20
引言
模具作为当代主流的生产工艺装备，在各个领域都有涉及，被称为现代“工业之母”。其有着生产效率高、产品精度高等优点。在如今新型产业的推动下，模具产业也在加速发张。
在我国，模具行业也有些年头了，如东部沿海地区的浙江省被誉为我国的“模具之乡”，其模具的发展速度超出其他地方很多，与南方沿海的广东省并称。广东作为最早的模具发展城市，有着得天独厚的地理优势，在改革开放到来下，广东省的模具行业与国外的先进技术有着快速交流，引进了先进的模具
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技术跟设备，也引入了大量的设计人才，这对我国模具事业的发展起到了推动作用，从而推动这我们工业水平的提升。渐渐的，模具事业在我国逐渐强大起来，在全世界的模具设计与制造的比重也是挺高的。然而，与西方发达国家比，我们国家的设计水平还远不如西方发达国家。就如我所学的塑料模具行业，德国的塑料模具是世界上首屈一指的，其设计的模具结构可说是当今世界最为先进的了，能够实现旋转四面注塑，大大提高了生产效率。再者，其先进的生产设备，也是我国所不能比的，像运用最广的数控机床，我们自主研发的数控机床加工的零件精度跟效率远远达不到生产的供应需求，大部分的公司企业任然需从国外进行购买，大大提成了企业的成本，因此模具在我国任然还有很长的路要走。
面对我国模具行业的现状，作为一名专业的毕业生，当然要交出一份满意的答卷来结束我的学习生涯，本次将设计一套玩具飞机的塑料产品，塑件来自我小时候的玩具，通过自己所学知识以及查阅各种设计资料去完成，通过实际的设计去充分了解模具行业，为将来的就业打下基础。
一、塑件的工艺性分析
（一）结构分析
件的原始数据分析是进行模具设计的第一步，塑件的原始数据很可能在造型上有很多错误的地方，需要产品造型从新修改，从外观上看，塑件为圆形，在进行模具分型时需要进行面延伸，避免在分型面上出现尖角，且要将塑件的的孔补齐。如图11所示玩具飞机的二维图，产品在开模方向上没有倒扣，塑件在开模后能够顺利脱模，模具结构相对简单。
图11 玩具飞机塑件图
（二）材料分析
成分结构：ABS为结晶型高聚物，常用塑料中ABS最轻，密度仅为0.91g/cm3（比水小）。通用塑料中，ABS的耐热性最好，其热变形温度为80100℃，能在沸水中煮。ABS有良好的耐应力开裂性，有很高的弯曲疲劳寿命，俗称“百折胶”。ABS的综合性能优于PE料。ABS产品质轻、韧性好、耐化学性好。ABS的缺点：尺寸精度低、刚性不足、耐候性差，它具有后收缩现象，脱模后，易老化、变脆、易变形。
表11 ABS树脂的注射成型工艺参数
序号
成型参数
取值范围
1
喷嘴温度
180～190℃
2
料筒温度
180～230℃
3
模具温度
50～70℃
4
注射压力
70～90MPa
5
保压力
50～70MPa
6
注射时间
3～5s
7
保压时间
15～30s
8
冷却时间
15～30s
9
成型周期
40～70t
二、模具结构确定
（一）分型面确定
分型面选择是作为设计的一个重要环节，是模具分型的分割点，将模具分为了动模跟定模。分型一般有平面、曲面、阶梯面等。在选择时要根据塑件产品本身的结构进行选择，一般在选择时，产品的表面为不规则曲面，如果直接进行拉伸成面，会在表面形成尖角，不利于塑件成型，因此，我们在设计的时候特别注意选取面的时候，先进行面抽取，将面进行适当延伸，让分型面在产品表面进行有规则的延伸，其面的曲率跟产品面的一致。一般延长1015mm，然后进行两侧拉伸，这样不影响产品本身的形状，也适合模具加工。在本次的设计中，由于产品本身底部为一片面，在选择模具分型面时，应选择在有利于脱模的位置，对于平面累的，在脱模方向的俯视图上，最大外轮廓便是分型面的位置，如果产品边缘有圆角，需要进行等斜度曲线抽取零度线作为分型线，由此避免倒扣，且要有利于脱模，如图21所示，选择产品底部为分型面，保证了产品的最大轮廓，且有利于脱模，方便加工。
图21 塑件分型面
（二）型腔数目的确定
型腔数目是模具型腔的数目，也就是一次注塑能出几个产品。在考虑型腔数目的时候，要仔细观察产品的造型特征，因为在布局的时候，如果遇到非对称的产品，利用镜像功能的话会得到两个对称产品，并不是两个一模一样的产品，因此要利用旋转功能进行塑件旋转，才能得到两个完全一样的产品。通过分析，本次的产品为对称产品，故采用一模两腔，因此在布局的时候，可以直接镜像布局。如图22所示。
图22 型腔数目确定
三、模架与标准件的选择
（一）模具模架
在模具中板类零件被称为模架，如今的模具行业已将模架作为一种标准，以减少模具的加工周期。在模具设计完成后，可将模具模架直接下发模架产进行加工，大大的提高了生产效率。龙记模具是企业中最常用的模架，其种类多，使用广，本次设计的模具便选择了龙记模架作为本次设计的模板。
引言 1
一、塑件的工艺性分析 2
（一）结构分析 2
（二）材料分析 2
二、模具结构确定 4
（一）分型面确定 4
（二）型腔数目的确定 4
三、模架与标准件的选择 6
（一）模架类型 6
（二）模架尺寸 6
（三）标准件的调用 8
四、浇注系统 10
（一）主流道设计 10
（二）分流道设计 10
（三）浇口设计 11
（四）冷料穴设计 11
五、成型零件设计 13
（一）结构类型选择原因分析 13
（二）成型零件工作尺寸确定 13
六、冷却系统设计 15
七、参数校核 16
（一）注射量的计算 16
（二）锁模力的计算 16
（三）注射机选择 16
（四）注射机有关参数校核 16
设计总结 18
致谢 19
参考文献 20
引言
模具作为当代主流的生产工艺装备，在各个领域都有涉及，被称为现代“工业之母”。其有着生产效率高、产品精度高等优点。在如今新型产业的推动下，模具产业也在加速发张。
在我国，模具行业也有些年头了，如东部沿海地区的浙江省被誉为我国的“模具之乡”，其模具的发展速度超出其他地方很多，与南方沿海的广东省并称。广东作为最早的模具发展城市，有着得天独厚的地理优势，在改革开放到来下，广东省的模具行业与国外的先进技术有着快速交流，引进了先进的模具
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
技术跟设备，也引入了大量的设计人才，这对我国模具事业的发展起到了推动作用，从而推动这我们工业水平的提升。渐渐的，模具事业在我国逐渐强大起来，在全世界的模具设计与制造的比重也是挺高的。然而，与西方发达国家比，我们国家的设计水平还远不如西方发达国家。就如我所学的塑料模具行业，德国的塑料模具是世界上首屈一指的，其设计的模具结构可说是当今世界最为先进的了，能够实现旋转四面注塑，大大提高了生产效率。再者，其先进的生产设备，也是我国所不能比的，像运用最广的数控机床，我们自主研发的数控机床加工的零件精度跟效率远远达不到生产的供应需求，大部分的公司企业任然需从国外进行购买，大大提成了企业的成本，因此模具在我国任然还有很长的路要走。
面对我国模具行业的现状，作为一名专业的毕业生，当然要交出一份满意的答卷来结束我的学习生涯，本次将设计一套玩具飞机的塑料产品，塑件来自我小时候的玩具，通过自己所学知识以及查阅各种设计资料去完成，通过实际的设计去充分了解模具行业，为将来的就业打下基础。
一、塑件的工艺性分析
（一）结构分析
件的原始数据分析是进行模具设计的第一步，塑件的原始数据很可能在造型上有很多错误的地方，需要产品造型从新修改，从外观上看，塑件为圆形，在进行模具分型时需要进行面延伸，避免在分型面上出现尖角，且要将塑件的的孔补齐。如图11所示玩具飞机的二维图，产品在开模方向上没有倒扣，塑件在开模后能够顺利脱模，模具结构相对简单。
图11 玩具飞机塑件图
（二）材料分析
成分结构：ABS为结晶型高聚物，常用塑料中ABS最轻，密度仅为0.91g/cm3（比水小）。通用塑料中，ABS的耐热性最好，其热变形温度为80100℃，能在沸水中煮。ABS有良好的耐应力开裂性，有很高的弯曲疲劳寿命，俗称“百折胶”。ABS的综合性能优于PE料。ABS产品质轻、韧性好、耐化学性好。ABS的缺点：尺寸精度低、刚性不足、耐候性差，它具有后收缩现象，脱模后，易老化、变脆、易变形。
表11 ABS树脂的注射成型工艺参数
序号
成型参数
取值范围
1
喷嘴温度
180～190℃
2
料筒温度
180～230℃
3
模具温度
50～70℃
4
注射压力
70～90MPa
5
保压力
50～70MPa
6
注射时间
3～5s
7
保压时间
15～30s
8
冷却时间
15～30s
9
成型周期
40～70t
二、模具结构确定
（一）分型面确定
分型面选择是作为设计的一个重要环节，是模具分型的分割点，将模具分为了动模跟定模。分型一般有平面、曲面、阶梯面等。在选择时要根据塑件产品本身的结构进行选择，一般在选择时，产品的表面为不规则曲面，如果直接进行拉伸成面，会在表面形成尖角，不利于塑件成型，因此，我们在设计的时候特别注意选取面的时候，先进行面抽取，将面进行适当延伸，让分型面在产品表面进行有规则的延伸，其面的曲率跟产品面的一致。一般延长1015mm，然后进行两侧拉伸，这样不影响产品本身的形状，也适合模具加工。在本次的设计中，由于产品本身底部为一片面，在选择模具分型面时，应选择在有利于脱模的位置，对于平面累的，在脱模方向的俯视图上，最大外轮廓便是分型面的位置，如果产品边缘有圆角，需要进行等斜度曲线抽取零度线作为分型线，由此避免倒扣，且要有利于脱模，如图21所示，选择产品底部为分型面，保证了产品的最大轮廓，且有利于脱模，方便加工。
图21 塑件分型面
（二）型腔数目的确定
型腔数目是模具型腔的数目，也就是一次注塑能出几个产品。在考虑型腔数目的时候，要仔细观察产品的造型特征，因为在布局的时候，如果遇到非对称的产品，利用镜像功能的话会得到两个对称产品，并不是两个一模一样的产品，因此要利用旋转功能进行塑件旋转，才能得到两个完全一样的产品。通过分析，本次的产品为对称产品，故采用一模两腔，因此在布局的时候，可以直接镜像布局。如图22所示。
图22 型腔数目确定
三、模架与标准件的选择
（一）模具模架
在模具中板类零件被称为模架，如今的模具行业已将模架作为一种标准，以减少模具的加工周期。在模具设计完成后，可将模具模架直接下发模架产进行加工，大大的提高了生产效率。龙记模具是企业中最常用的模架，其种类多，使用广，本次设计的模具便选择了龙记模架作为本次设计的模板。
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