过滤器壳体注塑模具设计

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（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、信息化方向及网络化方向发展。 （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。

“十一五”期间，在科学发展观指导下，国内模具企业将进一步深化改革，下功夫搞好科技进步与创新，坚持走新型工业化道路，将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益型的轨道上来，模具工业必将得到又好又快的发展。 1.2 塑件的结构设计 1.2.1 功能结构设计

功能设计是要求塑件应具有满足使用目的的之功能，并达到一定的技术性指标。例如，结构件是用来构造某一整机的；传动件是用来传递运动的；光学件事用于成像等。这些功能的考虑要与物质条件和使用环境结合起来。物质条件包括塑件的几何形状和结构、材质、成型方法和设备等。使用环境指使用状态下客观现场的情况，如力、热、化学物质等的影响。通常，塑件性能指标有以下三方面要求。

(1） 承受外力要求 它包括静态、动态、冲击载荷、震动、摩擦、磨损、剪切、弯曲等状态下的强度要求。

（2） 对工作环境的要求 这是由于塑料的热性能较差，塑件的工作温度不能过高，脆化温度，热变形温度，分解温度等都要认真掌握（分解温度为塑件成型时的极

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限温度）。此外，对耐化学药物和溶剂，对耐阳光和其他辐射，对环境气候的作用都提出要求。

（3） 其他的要求 例如成本发面，使用年限和电气性能方面的专门要求。 上述的各项性能指标均有各种国家、部门等指定的标准，并可以用专用仪器加以测定。这些标准在设计的过程中均应予以遵循和合理标注，并有利于制造和验收。此外，有时企业也可以自行制定技术标准。 1.2.2 工艺结构设计

塑料制件的结构工艺性是指塑件结构对成型工艺方法的适应性。在塑料生产过程中，一方面成型会对塑件的结构、形状、尺寸精度等诸方面提出要求，以便降低模具结构的复杂程度和制造难度，保证生产出价廉物美的塑料制件；另一方面，模具设计者通过对给定塑件的结构工艺性进行分析，弄清塑件生产的难点，为模具设计和制造提供依据。

塑件工艺结构设计的主要内容如下：塑件内外侧壁应有恰当的脱模斜度，内外表面结合处，即角隅处，加强筋端部和根部等以及所有能允许设计圆角的地方均应设计成圆角。塑件壁厚要均匀，加强筋、凸台、支撑面、边缘、底部形状的设计要保证其强度，利于其成型和脱模。金属嵌件要满足塑件使用功能要求，与塑件连接牢固性要求，成型时便与在模具中装固，成型后容易从模具中脱出。塑件表面的花纹、图案、文字、符号等的设计要考虑成型与脱模、使用中的损伤、模具加工等问题。此外处于塑件外形轮廓最大部分得分型线痕迹，不影响其工作特性及表观质量。

因此在塑件工艺结构设计时，要充分了解其在使用中的机能，又要熟悉材料的性能特点，成型工艺过程及特点。只有正确的工艺结构设计，才能保证塑件顺利成型、脱模，确保塑件质量，避免塑件在成型中出现裂纹、凹陷、气孔、银纹、疏松、污斑等一系列成型缺陷，增强塑件的使用中的可靠性及持久性。 1.2.3 造型结构设计

工业制品的结构设计，是一门技术与艺术相结合的多元交叉科学。

塑件制品种类繁多，有像光盘、磁带、薄膜、人造革、电影胶片、地毯、地板等一类平面状制品；有像餐具、玩具、家用电器、仪表等立体状制品，还有塑料花、仿大理石、仿玉石制品，仿生制品等艺术品。对于这些制品，都要通过外部造型设计加以装饰美化。因为人们通常都是在满足功能要求下，总是喜欢购置外形美观的制品。

塑件造型设计系指按照美的法则，如对比与调合、概括与简单、对称与平衡，安定与轻巧、尺寸与比例、主从、比拟、联想等对塑件外观形状、图案、色彩及其相互的结合进行设计，通过视觉给人以美的感觉。

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对于单独使用的塑件或壳体制品，一定要认真的进行造型设计，以满足其使用机能要求，是现代制品设计的根本目的，满足人的心理需要是制品使用功能设计的根本依据。“实用、经济、美观”是制品造型设计的基本原则。在造型设计中还要体现环境、时代的要求，正确地使用水平线、垂直线、弧线等所形成的几何构型、比例尺度、起伏、棱角、机理、色彩等，使人们在使用塑件时有一种美的享受，同时又能保证使用者在使用它时感到方便、安全、可靠、舒适。 1.3 Pro/Engineer简单介绍

Pro/Engineer是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这些都是通过标准数据交换格式来实现的，用户更可以配上Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用C语言编程，以增强软件的功能。它在单用户的环境下(没有任何附加模块)具有大部分的设计能力，组装能力（人工）和工程制图能力（不包括ANSI， ISO， DIN或 JIS标准），并且支持符合工业标准的绘图仪（HP，HPGL）和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。 Pro/Engineer功能如下：

1. 特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等）；

2. 参数化（参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等）；

3. 通过零件的特征值之间，载荷 /边界条件与特征参数之间（如表面积等）的关系来进行设计；

4. 支持大型、复杂组合件的设计（规则排列的系列组件，交替排列， Pro/PROGRAM的各种能用零件设计的程序化方法等）；

5. 贯穿所有应用的完全相关性（任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方的变动），其它辅助模块将进一步提高扩展Pro/ENGINEER的基本功能。

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第二章 1441型过滤器下壳体的结构分析

2.1 塑件分析

过滤器下壳体是要求有较高的冲击韧性和机械强度的仪器，结构上要求有一定的强度，产品外观要求光滑无缺陷，同时进行适当的修饰，要求一定的美观度。 2.2 塑件材料的选择

塑料的材料选择依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求，以及原材料厂家提供的材料性能数据。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高 的抗冲击强度， 典型用途 汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱， 大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体， 打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。工业上应用广泛，所以选择ABS。 2.2.1 ABS的性能和成型特点

ABS是由丙烯晴、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特征，使ABS具有良好的综合力学性能。丙烯晴使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧。苯乙烯使它具有良好的加工性和染色性能。

ABS无毒、无味，成微黄色，成型的塑料件有较好的光泽，密度为1.02～1.05 g/cm3，熔融温度为217～237oC，热分解温度为250 oC以上，无毒、无味、不透明。ABS具有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电器性能。水、无机盐、酸、碱类对ABS几乎无影响，在酮、醛、脂、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化熔胀。主要用途：ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏柜和冰箱衬里等。汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等，还有用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可以用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。

成型特性： ABS宜吸水，含水量小于0.3%，成型加工前应进行干燥处理，要求表面光泽的塑料应要求长时间预热干燥，需在70～80 oC预热4小时以上；流动性中等，溢边料0.04mm左右，ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大，应取2 oC以上，模具设计时要注意浇注系统对料流阻力小，浇口处

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