摘 要
注射成型是热塑性材料制品生产的一种重要方法。出了个别热塑性塑料外，几乎所有的塑件塑料都采用此方法成型的。近几年来，注射成型还已成功地用来成型弄些热固性塑料制品。
注射成型可以成型各种形状的塑料制品。它的特点是周期短，能一次成型外型复杂、尺寸精度、带有嵌件的塑料制品，生产效率高，易于实现自动化生产，所以应用广泛。
注射成型用的设备是各种类型的注射机。注射机主要作用是将料筒的塑料加热，使其融化（塑化），然后对熔融的塑料施加高压，使其喷嘴高速注入模具型腔。
可见，在注射成型的过程中模具模具起关键性的作用。它对塑料制品的尺寸、精度和表面粗糙度起着重要的作用。本设计就是一塑料制品的尺寸、公差、结构形状以及塑件的物理性能、力学性能和工艺性能为依据来设计模具的过程。
关键词﹕注射成型；热固性；热塑性；模具
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Abstract
Injection molding of thermoplastic material is a kind of important method of production. The individual thermoplastic, almost all of the
plastic parts plastic have adopted this method of forming. In recent years, injection molding also has been used successfully to get some thermosetting plastic products molding.
Injection molding can form various shapes of plastic products. It is characterized by short period, can a molding shape, size precision, complex with insert plastic products, high production efficiency, easy to realize automatic production, so the application of broad.
Injection molding equipment of various types of injection machine. Injection machine main role is to the barrel of the plastic heating, the melting ( plastics ), and then the molten plastic with high voltage, so that the nozzles at high speed into the injection mould cavity.
Visible, in injection molding process mold play a key role. The plastic products, size, accuracy and surface roughness plays an important role in. This design is a plastic products, size, tolerance, structural shape of plastic parts and physical properties, mechanical properties and processing properties as the basis to design mold process.
Key words: injection molding thermosetting thermoplastic mould
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前 言
塑料工业是世界上增长最快的工业之一。自1909年实现以纯粹化学合成方法生产塑料算起，塑料工业已有90余年的历史。1927年聚氯乙烯塑料问世以来，随着高分子化学技术的发展，各种性能的塑料，特别是聚酰胺、聚甲醛、ABS、聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚、氟塑料等工程塑料发展迅速，其速度超过了聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯与聚苯乙烯等四种通用塑料，使塑件在工业产品与生活用品方面获得广泛的应用，以塑料代替金属的实例，比比皆是。塑料有着一系列金属所不及的优点，诸如：重量轻、耐腐蚀、电气绝缘性好、易于造型、生产效率高与成本低廉等。但也存在许多自身的缺陷，诸如：抗老化性、耐热性、抗静电性、耐燃性及比机械强度低于金属。但随着高分子合成技术、材料改性技术及成型工艺的进步，愈来愈多的具有优异性能的塑料高分子材料不断涌现，从而促使塑料工业飞跃发展。
塑料的种类增多，新的工程塑料品种的增加，塑料成型设备、成型工艺技术和模具技术水平的发展，为塑件的应用开拓了广阔的领域。目前，塑件已深入到国民经济的各个部门中。特别是在办公机器、照相机、汽车、仪器仪表、机械制造、航空、交通、通信、轻工、建材业产品、日用品以及家用电器行业中的零件塑料化的趋势不断加强，并且陆续出现全塑产品。据报道，美国塑料工业已变为全美第四个最大的工业，每年的塑料消耗量已经超过钢材。在全世界按照体积和重量计算塑件的消耗量也超过了钢材。我国的塑料工业发展也很快，特别是近20年，产量和品种都大大增加，许多新颖的工程塑料也已投入批量生产。塑件1990年达到536.8万吨，居世界第四位。如今，我国塑料工业已形成了相当规模的完整体系，它包括塑料的生产，成型加工，塑料机械设备，模具加工以及科研、人才培养等。塑料工业在国民经济的各个部门中发挥了愈来愈大的作用。
随着科学技术的进步与国民经济发展对塑件的广泛需求，塑料模塑成型技术正在向高精度、高效率与长寿命的方向迈进。由于它是一项综合性技术，所以它的发展必然涉及许多领域的共同配合。
1. 塑料成型理论的进展 塑料在充模过程中的各种流变行为的研究不断深入；有关挤出成型的流变理论和数学模型已经基本上建立，并且已在生产实际中得到应用；有关注射成型的流变理论尚在进行探讨；注射成型的塑料熔体在一维和二维简单模腔中的充模流动理论和数学模型已经有所解决，今后的工作是如何将理论与生产实际相结合，进一步加强对塑料熔体在三维模腔中流动行为的研究。进一步加深塑料成型理论基础和工艺原理的研究借以改进成型工艺方法、成型模具和成型设备。
2. 塑料成型方法的革新 对于一些新型塑料和一些具有特殊要求的塑件，旧的成型方法已不再适用。因此，近年来出现了许多新型的塑料成型方法，如无流道凝料的注射成型、热固性塑料的注射成型、低发泡注
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射成型、排气注射成型、流动注射成型、动力熔融注射成型、气体辅助注射成型以及多品种塑料的共注射成型、铸塑成型、塑料粉末烧结成型等。
3. 塑件的精密化、微型化和超大型化 为了满足国民经济各个部门对塑件的精密化、微型化和超大型化的使用要求，高精度模具、微型和大型模具得到发展，小型和新型的塑料成型设备亦不断涌现，例如，德国研制的注射量只有0.1g的微型注射机。可以生产0.05g左右的微型塑料产品。国内制造的0.5g的注射机，可以生产0.1g左右的微型塑料产品（如手表轴等）。
模具是塑件生产的重要工艺装备之一。模具以其特定的形状通过一定的方式使原料成型。不同的塑料成型方法使用着不同的模塑工艺和原理及结构特点及不相同的塑料模具。塑件质量的优劣及生产效率的高低，模具因素占80%。一副质量好的注射模可以成型上百万次，压缩模大约可以生产25万件，这些都同模具设计和制造有很大的关系。在现代塑件生产中，合理的模塑工艺、高效的模塑设备、先进的塑料模具和制造技术是必不可少的因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求、塑件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才可能发挥其效能，产品的生产和更新都是以模具的设计制造和更新为前提。随着国民经济领域的各个部门对塑件的品种和产量需求愈来愈大、产品更新换代周期愈来愈短、用户对塑件质量的要求愈来愈高，因而对模具设计与制造的周期和质量提出了更高的要求，促使塑料模具设计和制造技术不断向前发展，从而也推动了塑料工业生产高速发展，可以说，模具设计与制造水平标志着一个国家工业化发展的程度。
1.1原始资料的分析
1.1.1 塑件的工艺性分析
塑件的工艺性就是塑件对成型加工的适应性。塑件工艺性的好坏不但关系到塑件能否顺利成型，也关系到塑件的质量以及塑料模具结构是否经济合理。塑件工艺性的好坏主要取决于塑件设计，在设计塑件时不仅要满足使用要求，而且要符合成型工艺特点，并尽可能简化模具结构。这样，不仅能保证成型工艺顺利实施，提高产品质量，又能提高生产率，降低成本。
在设计塑件时，必须考虑以下一些因素：
（1）成型方法 不同的成型方法对其塑件的工艺性要求不同。 （2）塑料的成型工艺性能 如流动性，收缩率等。
（3）塑料的使用性能 塑料的尺寸、公差、结构形状应与塑件的物理性能、力学性能等相适应。在保证使用性能的前提下，力求结构简单、壁厚均匀、使用方便。
（4）模具结构及加工工艺性 塑料的形状应有利于简化模具的结构，要考虑模具零件尤其是成型零件的加工工艺性。
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塑料工艺性设计的主要内容包括：尺寸、精度、表面质量、结构形状、螺纹、齿轮、嵌件等。
塑件的内外表面形状应尽可能保证有利于成型。由于侧抽芯或瓣合凹模或凸模不但使模具结构复杂，制造成本高，而且还会在分型面上留下飞边，增加塑件的修整量。因此，塑件设计时应尽可能避免侧向凹凸，如果有侧向凹凸，模具设计时应在保证塑件使用要求的前提下，适当改变塑件的结构，以简化模具结构。塑件内侧凹较浅并允许带有圆角时，则可以用整体凸模采取强制脱模的方法使塑件从凸模上脱下，但此时塑件在脱模温度下应具有足够的弹性，以使塑件在强制脱模时不会变形。塑件外侧凹凸也可以强制脱模，但是多数情况下塑件的侧向凹凸不可能强制脱模，此时应采用侧向分型抽芯机构的模具。
塑件的壁厚对塑件质量有很大的影响，壁厚过小成型时流动阻力大，大型复杂塑件就难以充满型腔。塑件壁厚的最小尺寸应满足以下方面要求：具有足够的强度和刚度；脱模时能经受推出机构的推出力而不变形；能承受装配时的紧固力。塑件最小壁厚值随塑料品种和塑件大小不同而异。壁厚过大，不但造成原料的浪费，而且对热固性塑料成型来说增加了模压成型时间，并且造成固化不完全；对热塑性塑料则增加了冷却时间，降低了生产率。另外也影响产品质量，如产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷。所以，塑件的壁厚有一个合理的范围。
该塑件是一个管架，其零件图如图所示。本塑件的材料采用ABS，生产类型为大批量生产。
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