第15卷 第1期烟 台 南 山 学 院 学 报2018年3月
作者简介：牛祯（1987— ），女，汉族，山东章丘人，烟台南山学院工学院，教师。
牛祯 李玉鸿
（烟台南山学院，山东烟台，265713）
摘要：目前国内的塑料制品已经达到发达国家的水平，塑料制品年产量在世界上排名第二。
汽车的普及也对环境有了更高的要求，为了实现在经济发展的同时能够保护环境，在了解塑料制品用途的基础上，分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求以及对塑料产品尺寸的选择。通过对空调蜗轮的工作原理、冷却系统、抽芯机构、浇注系统、零件机构的分析，具体实现对整个模具的分析。 关键词：塑料；模具设计；分析
中图分类号：J653 文献标志码：A
模具制造业是国民经济发展的重要产业，在许多产品中，百分之六十多的组件都依靠于模具来形成所需
要的形状。模具生产出的零件具有高精度、高一致性、高复杂性的特点，而且生产率高、消耗低。模具本身是现代技术产业的一个重要组成部分。
一、概述
塑料的主要成分是树脂，是一种高分子材料，在一定的温度和压力下具有流动性。可以模具塑造成特定的几何形状和尺寸，并在固化后保持已经形成的形状不发生改变。塑料广泛应用于机械工业、电子工业、日常用品工业、医疗器械等领域。
塑料制品是以塑料为主要结构材料经过加工成型获得的制品。塑料模具就是通过特定封闭的内部结构去成型的立体塑件的工具。塑件的生产方法有很多，注射成型是最广泛使用的。注射成型具有成型周期短，尺寸精密，易于实现自动化生产，生产效率高等优点，因此注射成型方法应用广泛。 模具是塑料制品成型的主要工具。注射成型
工艺中使用的模具叫注射成型模具，简称注射模。注射模的组成部分按用途可以分为成型零件和结构零件两大类。型腔和型芯确定了塑件尺寸和形状。注射模的分类方法很多，按加工塑料的品种可分为热塑性和热固性塑料注射模。
二、塑料材料分析
（一） 塑料材料的基本特性
ABS 是聚苯乙烯的改性产品。这种材料具有良好加工性能，并且有一定的表面硬度。其材料来源广泛，价格低廉，性能优异。
ABS 材料微黄, 无毒无气味，不透明，成型的塑料具有良好的光泽。无机盐、水、酸碱类对ABS 影响很小。ABS 表面由植物油、冰醋酸和其他化学物质侵蚀时会导致开裂裂痕。ABS 材料的热变形温度比聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺高，易加工、尺寸稳定性好。其缺点是在紫外线的作用下易影响强度韧性。
（二） 塑件材料成型性能
可用注射、挤出、压延、电镀、真空成型、表面涂饰和焊接等成型加工方法；成型加工前应
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进行适当干燥处理；它的流动性中等，稠性与温度成正比。ABS塑化效率高，凝固速度快，故成型周期短。
（三） 塑件材料主要用途
在汽车工业中还可用这种材料板制小轿车的外部形状，以及用ABS制造纺织类的器械、水表外壳、电器配件、食品包装所用的容器、家具和喷农药的喷雾器械等。
三、塑件的工艺分析
为了准确确定塑件制品所需的模具结构、模具精度，要对塑件的工艺性进行仔细的分析和研究，塑件的设计要符合塑料的成型工艺特点，并且尽可能使模具结构简单。
（一） 塑件的结构设计
对塑件的结构进行设计包括对塑件形状、壁厚、脱模斜度、肋、倒角、孔、嵌件、螺纹等的设计。
1.塑件形状
塑料制件的形状应尽量有利于成型。采用不同的规格不但使设计的模具变得繁琐，还会在分型面上留下飞边，因此应降低塑件与塑件脱模方向垂直的孔或侧壁凹槽。
2.塑件壁厚
塑件的壁厚主要与塑件的大小、塑料制件品种及成型工艺条件等因素有关。并与塑件的原材料、固化
定型时的冷却速度和时间、注射充模时的熔体流动、塑件的成型质量以及生产成本和生产率密切相关。
3.脱模斜度
为了让制品从中比较容易的脱出，要保证有几度的斜角。斜度具体的大小与塑料自身的性能、塑件形状以及厚度有关系。
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4.塑件的圆角
在塑件设计中，在面与面连接的地方应该有一定的圆角。这样可防止应力的过度集中，改善塑件成型时的塑料流动情况及便于脱模。
5.孔
在设计塑件上各种孔的位置时，应尽量做到对其强度没有任何影响，且应尽可能不增加模具制造的复杂性。需要在塑件上设计孔的时候，应选用简单孔。
（二） 塑件尺寸及精度
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塑件的尺寸是指塑件的总体尺寸（如塑件的总体长、宽、高等），而不是壁厚、孔径等的结构尺寸。塑件尺寸的大小影响塑料在成型过程中的流动性。塑件的尺寸精度是指塑件成型后的尺寸与产品图中标注尺寸的符合程度。
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（三） 塑件的表面质量
塑件的表面质量指塑件的表面缺陷、表面粗糙度。表面缺陷与成型工艺和工艺条件相关。塑件的表面粗糙度与塑料的种类、成型工艺条件、模具型芯型腔的表面粗糙度及模具的磨损情况有关。
四、注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定
（一） 注射成型工艺过程分析
1.成型前的准备
在注射成型之前做好如下三个准备工作才能使注射过程能够顺利进行。
（1）原料的检验和预处理。（2）料筒的清洗。（3）脱模剂的选用。
2.注射成型过程
屋面天窗注射成型过程分两种。
（1）塑化。塑化是指塑料在料筒内能够被形成流动同时还有良好的能被重新成型的整个步骤。
（2）注射充模与冷却成型。注射充模与冷却成型过程所用的时间不长，但该过程的时间、温度、压力等工艺参数对塑料制品的质量有非常重要的影响。
3.制件的后处理
塑料加热的不对称可能是塑件在凹模内的温度降低不对称，往往会导致塑件的尺寸变小，在塑件上形成一定的力，而内应力过大会导致塑件在使用过程中变形和开裂。为减小内应力的影响，常须对塑件进行后处理。制件的后处理主要有退火和调湿处理。贴易
（二） 型腔数目的确定
型腔数量分为单型腔和多型腔两种。单型腔模具结构简单，制造容易，但生产效率低。多型腔模具生产效率高，材料利用率高，适合大批量生产，但结构复杂，塑件的一致性较差。
五、注射模具结构设计
（一） 分型面的设计
分型面是模具上用于取出凝料和塑件的可分离的接触平面。通过分型面可以实现模具型腔的分离和闭合。
选择分型面时，应从以下几个方面考虑：
（1）分型面的选择应考虑塑件的质量要求；
（2）分型面的痕迹不能给塑件的外观带来影响；
（3）分型面的选择应尽量使塑件留于动模上，以便于脱模；
（4）分型面的选择应有利于排气；
（5）分型面的选择应对侧向分型与抽芯有好的影响。
综合考虑以上几种因素，并根据本模具制件的综合特点，在塑件的最大平面处选用平面分型面，开模后塑件留在动模一侧。
（二） 型腔的布局
凹模比较多的模具，因为凹模的布局与塑料质量、浇注系统、模具结构密切相关，因此在进行模具的
计算时应全面考虑。凹模的布局应该使塑件成型时每个凹模内的压力、温度和充模时间相同。凹模的排布要求尽量缩短主流道与型腔之间的长度。
（三） 浇注系统的设计
常用的流道浇注系统通常包括以下四个部分：主流道、分流道、浇口、冷料穴。确定浇注系统的原则：
（1）设计浇注系统时流道要缩短折弯的部分，表面粗糙度通常为Ra1.6-0.4。
（2）设计浇注系统时应该考虑到能够给修整、去除浇口凝料带来方便，并且对塑件的外观和使用没有影响。
（3）一模多腔的情况时应将大小相差非常悬殊的塑料制品放在不同模具内。
（4）主流道应留有加工余量或者修正余量。
（四） 注射模成型零部件的设计
在产品的制造中，成型零件的表面质量与塑件的表面质量有直接关系，所以对成型零件的刚度、强度
、加工精度、耐磨性和表面质量都有严格的要求。在设计成型零件的结构时，应该以满足塑件质量要求为前提，而且要考虑到模具的制造成本。成型零件一般用工具钢制造，需经热处理。
（五） 排气结构设计
当塑料达到一定温度的时候，会出现气体，这些气体会影响塑料制品的精度和美观，所以这就需要排气设置。当排气量较多时须单独在模具上开设排气槽。这次设计采用间隙排气，不需要再开排气槽。
六、总结
设计此塑料模具，从全局上关注了塑料成型性能、模具构造特点、制造精度等，分析了注射模模具设计、注射设备，从根本上明了注射成型的基本原理。首先研究了塑料制品的要求，了解塑件的用途。进而分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求，选择塑件的尺寸。然后对塑料模具的设计，选择分型面的设计、型腔的布局、浇注系统的设计、成型零部件的设计、排气结构设计。其中成型零部件的设计至关重要，需要严谨的计算和设计。
参考文献：
[1] 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计[M].北京：机械工业出版社，2000
[2] 柯旭贵，张荣清.冲压工艺与模具设计[M].北京：机械工业出版社，2012
[3] 冯炳尧.模具设计与制造简明手册（第二版）[M].上海：上海科学技术出版社,2011
（下转68页）
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｐｏｒｔｓ Ｔｏｕｒｉｓｍ ｉｎ Ｙａｎｔａｉ
Ｓｕｉ Ｌｉｊｕａｎ
（Ｙａｎｔａｉ Ｎａｎｓｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｙａｎｔａｉ， Ｓｈａｎｄｏｎｇ， ２６５７１３）
Abstract: Ｙａｎｔａｉ ｃｉｔｙ ｈａｓ ａｂｕｎｄａｎｔ ｓｐｏｒｔｓ ｔｏｕｒｉｓｍ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ， ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ ｔｒａｖｅｌ ｍａｒｋｅｔ ｄｅｍａｎｄ． Ｈｏｗ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｉｍａｇｅ ａｎｄ ｔｏｕｒｉｓｔ ｉｍａｇｅ ｏｆ Ｙａｎｔａｉ ｃｉｔｙ， Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｏｆ Ｙａｎｔａｉ ｓｐｏｒｔｓ ｔｏｕｒｉｓｍ ｉｓ ｔｈｅ ｕｌｔｉｍａｔｅ ｇｏａｌ ｏｆ ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓ
化妆品柜台ｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｓｐｏｒｔｓ ｔｏｕｒｉｓｍ ｉｎ Ｙａｎｔａｉ ｃｉｔｙ， Ｔｏ ｒｅｖｅａｌ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｐｏｒｔｓ ｔｏｕｒｉｓｍ ｉｎ Ｙａｎｔａｉ ｃｉｔｙ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ， ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｓｅａｓｏｎａｌ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ， ａｎｄ ａ ｓｉｎｇｌｅ， ｅｔｃ． Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ， Ｉｎ ｔｈｅ ｈｏｐｅ ｏｆ ａｃｈｉｅｖｉｎｇ ｔｈｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ， ｇｒｅｅｎ， ｈｅａｌｔｈｙ ａｎｄ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｙａｎｔａｉ ｓｐｏｒｔｓ ｔｏｕｒｉｓｍ．
Key Words: ｓｐｏｒｔｓ ｔｏｕｒｉｓｍ ； Ｙａｎｔｉ Ｃｉｔｙ； ｇｏｌｆ
责任编辑：王军庆
（上接52页）
Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ Ｔｕｒｂｉｎｅ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｍｏｕｌｄ Ｄｅｓｉｇｎ
Ｎｉｕ Ｚｈｅｎ Ｌｉ Ｙｕｈｏｎｇ
（Ｙａｎｔａｉ Ｎａｎｓｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｙａｎｔａｉ， ｓｈａｎｄｏｎｇ， ２６５７１３）
Abstract: Ｐｌａｓｔｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ａｒｅ ｎｏｗ ａｔ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ａｎｎｕａｌ ｏｕｔｐｕｔ ｏｆ ｐｌａｓｔｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｉｓ ｓｅｃｏｎｄ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ． Ｔｈｅ ｐｏｐｕｌａｒｉｔｙ ｏｆ ｃａｒｓ ａｌｓｏ ｈａｖｅ ｈｉｇｈｅｒ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｔｏ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ ｃａｎ ｐｒｏｔｅｃｔ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｌａｓｔｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｓ， ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｐｌａｓｔｉｃ ｐａｒｔｓ， ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ａｃｃｕｒａｃｙ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈｏｉｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｐｌａｓｔｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｓ． Ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｏ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ
ｗｏｒｍ ｇｅａｒ， ｃｏｒｅ－ｐｕｌｌｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ， ｇａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ， ｃｏｏｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ， ｐａｒｔｓ ａｎａｌｙｓｉｓ， ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｕｌｄ．
Key words: ｐｌａｓｔｉｃ； ｍｏｌｄ ｄｅｓｉｇｎ； ａｎａｌｙｓｉｓ
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