目录
前言1
第一章绪论2
1.1塑料模具设计的发展现状和趋势2
1.2塑料制件的设计原则5
第二章玩具把手外壳成型的工艺设计6
2.1塑件的原材料分析7
2.2工艺参数8
2.3塑件结构分析9
2.4塑件的尺寸精度分析9
2.5塑件的壁厚分析9
2.6塑件的表面质量分析9
第三章玩具把手外壳的模具设计10
3.1模具总体结构设计10
3.1.1模具结构形式的确定10
3.1.2模板尺寸的确定10
3.2注射机的型号选取11
3．3模具参数的校核12
3.3.1注射量的校核12
3.3.2注射压力的校核12
3.3.3.锁模力的校核13
3.3.4模具厚度的校核13
3.3.5模具开模行程的校核14
3.4拟定模具结构形式14
3.5分型面位置的确定15
3.6浇注系统形式和浇口的设计16
3.6.1主流道的设计16
3.6.2.浇口套的设计16
3.6.3浇口套的固定17
3.6.4分流道的设计17
3.6.5浇口的设计19
3.6.6浇注系统的平衡21
3.6.7冷料穴的设计21
3.7排气系统的设计22
3.8冷却系统的设计23
3.8.1冷却水道的开设原则23
3.8.2冷却水道及连通方式23
3.8.3型腔的冷却24
3.9成型零件的设计25
3.9.1型腔的结构设计25
3.9.2型芯的结构设计26
3.9.3斜顶杆的结构设计27
3.9.4成型零件的加工工艺29
3.10复位机构的设计30
3.11推出机构的设计30
3.11.1推出脱模机构的选用原则： 30
3.12.2推出结构的定位30
3.12.3确定推出机构的形式31
3.13结构零部件设计31
3.13.1支承零部件设计32
3.13.2合模导向结构设计32
3.14模具的工作原理34
第四章Pro/E3D开模35
4.1模具设计流程35
4.2分模图35
第五章玩具把手外壳的模拟分析37
5.1 CAE技术在注射模具中的应用37
5.2基于Moldflow的注塑工艺模拟37
5.2.1Moldflow在注塑模设计中的作用： 37
5.2.2 Moldflow的MPI／Flow模块分析过程38
5.3应用Moldflow进行手机外壳注射阶段流动分析的方法38
5.3.1几何建模38
5.3.2网格划分38
5.3.3浇口位置及数量的确定39
5.3.4材料及工艺参数设置39
5.4最佳方案的确定40
5.4.1浇口位置40
5.4.2充模时间40
5.4.3压力分布42
5.4.4熔料温度分布43
5.4.5熔接痕分布44
5.4.6气泡分布45
5.4.7最大剪切应力分布47
5.4.8锁模力48
5.5总结49
第六章结论50
致谢51
参考文献52
第一章绪论
1.1塑料模具设计的发展现状和趋势
整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。
虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅，但所增加的绝对量仍是进口大于出口，致使模具外贸逆差逐年增大。这模具外贸逆差增大主要有两方面原因：一是国民经济持续高速发展，特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求，有些高档模具国内的确生产不了，只好进口；但也确实有一些模具国内可以生产，也在进口。这与中国现行的关税政策及项目审批制度有关。二是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样，出口退税率只有13而未达17
从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。随着中国塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持20右的水平。近年来，港资、台资、外资企业在中国大陆发展迅速，这些企业中大量自产自用塑料模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。
近年来，中国塑料模具制造水平已有较大提高。大型塑料模具已能生产单套重量达到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已达到2μm，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已能生产，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。在生产手段上，模具企业设备数控化率已有较大提高，CAD/CAE/CAM技术的应用面已大为扩展，高速加工及RP/RT等先进技术的采用已越来越多，模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都有较大幅度的提高，热流道模具的比例也有较大提高。另外，三资企业的蓬勃发展进一步促进了塑料模具设计制造水平及企业管理水平的提高，有些企业已实现信息化管理和全数字化无图制造。
经过近几年的发展，塑料模具的开发、创新和企业管理等方面已显示出一些新的发展趋势：
（1）在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将交货周期放在首位。要求模具公司尽快交货，这已成为一种趋势。企业千方百计提高自己的适应能力、提高技术水准、提高装备水平、提高管理水平及提高效率等都是缩短模具生产周期的有效手段。
（2）大力提高开发能力，将开发工作尽量往前推，直至介入到模具用户的产品开发中去，甚至在尚无明确用户对象之前进行开发，变被动为主动。目前，电视机和显示器外壳、空调器外壳、摩托车塑件等已采用这种方法，手机和电话机模具开发也已开始尝试。这种做法打破了长期以来模具厂只能等有了合同，才能根据用户要求进行模具设计的被动局面。
（3）随着模具企业设计和加工水平的提高，模具的制造正在从过去主要依靠钳工的技艺转变为主要依靠技术。这不仅是生产手段的转变，也是生产方式的转变和观念的上升。这一趋势使得模具的标准化程度不断提高，模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促进了模具工业整体水平不断提高。中国模具行业目前已有10多个国家级高新技术企业，约200个省市级高新技术企业。与此趋势相适应，生产模具的主要骨干力量从技艺型人才逐渐转变为技术型人才是必然要求。当然，目前及相当长一段时间内，技艺型人才仍十分重要，因为模具毕竟难以完全摆脱对技艺的依靠。
（4）模具企业及其模具生产正在向信息化迅速发展。在信息社会中，作为一个高水平的现代模具企业，单单只是CAD/CAM的应用已远远不够。目前许多企业已经采用了CAE、CAT、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技术及其它先进制造技术和虚拟网络技术等，这些都是信息化的表现。向信息化方向发展这一趋向已成为行业共识。
（5）随着人类社会的不断进步，模具必然会向更广泛的领域和更高水平发展。现在，能把握机遇、开拓市场，不断发现新的增长点的模具企业和能生产高技术含量模具企业的业务很是红火，利润水平和职工收入都很好。因此，模具企业应把握这个趋向，不断提高综合素质和国际竞争力。
（6）发达工业国家的模具正加速向中国转移，其表现方式为：一是迁厂，二是投资，三是采购。中国的模具企业应抓住机遇，借用并学习国外先进技术，加快自己的发展步伐。
在信息化带动工业化发展的今天，我们既要看到成绩，又要重视落后，要抓住机遇，采取措施，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，尽快提高塑料模具的水平，融入到国际市场中去，以促进中国模具行业的快速发展，有两方面应予以重视：一是政府相关政策对促进模具工业的发展起着非常重要的作用。从国际上看，各国模具工业在发展初期都得到了政府的大力扶持。就中国实际情况看，应降低国内不能生产的进口精密模具生产设备的关税、执行好国家对部分专业模具厂的优惠政策等，通过政策引导作用可加快行业的发展和进步。
二是随着市场的发展，塑料新材料及多样化成型方式今后必然会不断发展，因此对模具的要求也越来越高。为了满足市场需要，未来的塑料模具无论是品种、结构、性能还是加工都必将有较快发展，而且这种发展必须跟上时代步伐。展望未来，下列几方面发展趋势预计会在行业中得到较快应用和推广。
（1）超大型、超精密、长寿命、高效模具将得到发展。
（2）多种材质、多种颜色、多层多腔、多种成型方法一体化的模具将得到发展。
（3）为各种快速经济模具，特别是与快速成型技术相结合的RP/RT技术将得到快速发展。
（4）模具设计、加工及各种管理将向数字化、信息化方向发展CAD/CAE/CAM/CAPP及PDM/PLM/ERP等将向智慧化、集成化和网络化方向发展。
（5）更高速、更高精度、更加智慧化的各种模具加工设备将进一步得到发展和推广应用。
（6）更高性能及满足特殊用途的模具新材料将会不断发展，随之将产生一些特殊的和更为先进的加工方法。
（7）各种模具型腔表面处理技术，如涂覆、修补、研磨和抛光等新工艺也会不断得到发展。
（8）逆向工程、并行工程、复合加工乃至虚拟技术将进一步得到发展。
（9）热流道技术将会迅速发展，气辅和其它注射成型工艺及模具也将会有所发展。
（10）模具标准化程度将不断提高。
（11）在可持续发展和绿色产品被日益重视的今天，“绿色模具”的概念已逐渐被提到议事日程上来。即，今后的模具，从结构设计、原材料选用、制造工艺及模具修复和报废，以及模具的回收利用等方面，都将越来越考虑其节约资源、重复使用、利于环保，以及可持续发展这一趋向。
1.2塑料制件的设计原则
塑料制件主要是根据使用要求进行设计。要想获得优质的塑件，除考虑充分发挥所有塑料的性能特点外，还应考虑塑件的结构工艺性，在满足使用条件的前提下，塑件的结构、形状应尽可能做到简化模具结构，且符合成型结构特点，从而降低成本，提高生产效率。在塑件结构工艺性设计时，应考虑以下几个方面的因素：①塑料的各项性能特点，如物理机械性能（如力学性能、电性能、耐化学腐蚀和耐热性能等）、成型工艺性能（流动性和收缩率等）等；②在保证各项使用性能的前提下，塑件的结构形状力求简单，且有利于充模流动、排气、补缩和高效冷却硬化（热塑性塑料制件）或快速受热固化（热固性塑料制件）；③模具的总体结构应使模具零件易于制造，特别是抽芯和脱模机构。
合理的塑件结构工艺性是保证塑件符合使用要求和满足成型条件的一个关键问题。塑料制件结构工艺性设计的主要内容包括塑件的尺寸和精度、表面粗糙度、形状、壁厚、斜度、加强肋、支撑面、圆角、孔、螺纹、齿轮、嵌件、绞链、标记、符号及文字等。
第二章玩具把手外壳成型的工艺设计
本产品材料为丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物（ABS），成型收缩率为0.3～0.8产品图2.1如下所示：
