【正文】 組成部分， 又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè) 化的重要領(lǐng)域。模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天 等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備。目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水 平高，勞動成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加 工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會有很大發(fā)展。 研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 有著特別重要的意義。第二章 塑料模具的材料分析和工藝 第二章 塑料模具的材料分析和工藝第二章 塑料模具的材料分析和工藝分析 在模具設(shè)計之前需要對塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。遙控器殼如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜程度，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。 此塑件的材料為ABS。 ABS的基本特性 遙控器盒蓋是日常生活中常見的生活用品。根據(jù)用途選取材料。ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合理學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蝕性、耐熱性及表面硬度，丁二烯使ABS堅韌，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS價格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一。是一種良好的熱塑性塑料。第二章 塑料模具的材料分析和工藝 ABS無毒，無氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，、不透明。既有較好的抗沖擊強度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿、酸類對ABS幾乎沒有影響， ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹，在酮，醛，酯，氯代烴中會溶解或形成乳濁液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化學(xué)藥品的侵蝕時會引起應(yīng)力開裂，ABS有一定的硬度，他的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸穩(wěn)定性較好，易于成型加工，經(jīng)過調(diào)色配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度約為93耐氣候性差，在紫外線作用下ABS易變硬發(fā)脆。非結(jié)晶型塑料，品種牌號很多。各品種的機電性能和成型性能也各有差異，應(yīng)按品種確定成型方法和成型射時間和冷卻時間最重要，它們對塑件的質(zhì)量均有決定性影響。注射時間中的 充模時間和充模速度成正比，在生產(chǎn)中，充模時間一般為3s～5s。注射時間中的保壓時間就是對型腔的壓實時間，在整個注射時間內(nèi)所占的比例較大，一般為20s～25s，（特厚塑件可高達(dá)5min～ 10min）。在熔料凍結(jié)澆口之前，保壓時間的多少，將對塑件密度和尺寸精度產(chǎn)生影響。保壓時間的長短不僅與塑件的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，而且與料溫、模溫以及主流道和澆口的大小有關(guān)。如果主流道和澆口的尺寸合理、工藝條件正常，通常以塑件收縮率波動范圍最小的壓實時間為最佳值。冷卻時間主要決定于塑件的厚度、塑件的熱性能和結(jié)晶性能以及模具溫度等。冷卻時間的長短應(yīng)以脫模時塑件不引起變形為原則，冷卻時間一般在30s～120s之間。成型周期中的其他時間則與生產(chǎn)過程是否連續(xù)化和自動化，以及連續(xù)化和自動化的參與程度有關(guān)[4]。 ： ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS在升溫時黏度增高，黏度對剪切速率的依賴性很強，因此模具設(shè)計中大都采用側(cè)澆口形式，成型壓力較高，塑件上的脫模斜度宜稍大；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響及小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在5060，要求塑件光澤和耐熱時，模具溫度應(yīng)控制在6080。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。（ABS）的注射成型工藝參數(shù)。 ABS材料性能名稱單位數(shù)值密度(g/cm3)~熔 點130~160熱變形溫度45N/cm65~98彎曲強度Mpa80 續(xù)表名稱單位數(shù)值拉伸強度MPa35~49拉伸彈性模量GPa硬度HRR62~86收縮率%~缺口沖擊強度kJ/m211~20彎曲彈性模量Gpa壓縮強度HRR62~86體積電阻系數(shù)Ωcm1013擊穿電壓15介電常數(shù)60Hz a. 脫模斜度由于注射制品在冷卻過程中產(chǎn)生收縮，因此它在脫模前會緊緊的包住模具型芯或型腔中突出的部分。為了便于脫模，防止因脫模力過大拉傷制品表面，與脫模方向平行的制品內(nèi)外表面應(yīng)具有一定的脫模斜度。脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過小，不僅會使制品尺寸困難，而且易使制品表面損傷或破裂，斜度過大時，雖然脫模方便，但會影響制品尺寸精度，并浪費原材料。～[5]，～130/，型芯脫模斜度為1。 b. 塑件的壁厚塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素，是設(shè)計塑件時必須考慮的問題之一。塑件的壁厚對于注射成型生產(chǎn)具有極為重要的影響，它與注射充模時的熔體流動、固化定型時的冷卻速度和時間、塑件的成型質(zhì)量、塑件的原材料以及生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本密切相關(guān)。一般在滿足使用要求的前提下，塑件的壁厚應(yīng)盡量小。因為壁厚太大不僅會使原材料消耗增大，生產(chǎn)成本提高，更重要的是會延緩塑件在模內(nèi)的冷卻速度，使成型周期延長，另外還容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小則剛度差，在脫模、裝配、使用中會發(fā)生變形，影響到塑件的使用和裝配的準(zhǔn)確性。選擇壁厚時應(yīng)力求塑件各處壁厚盡量均勻，以避免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。本次設(shè)計的塑件壁厚選取在3。該管連接件壁厚均勻，周邊和底部壁厚均為3左右。 c. 塑件的圓角遙控器是生活用品，為了美觀以及防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善其成型加工過程中的充模特性，增加相應(yīng)位置模具和塑件的力學(xué)角度，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角過度。 塑件的尺寸及精度 塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動性和注射機規(guī)格，在一定的設(shè)備和工藝條件下流動性好的塑料可以成型較大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比較小。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā)，只要能滿足制品的使用要求，一般都應(yīng)將制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏小巧些。該塑件的材料為ABS，流動性較好，適用于不同尺寸的制品。塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公關(guān)等級確定精度等級。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用MT3級精度，未注采用MT5級精度[6]。 遙控器塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點來保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般為Ra ～，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2，即Ra ～。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時給以拋光復(fù)原。 本次遙控器塑件確定外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多。 塑件的體積和質(zhì)量 本次設(shè)計中，塑件的質(zhì)量和體積采用3D測量，在PORE軟件中，使用塑模部件驗證功能，可以測得塑件的質(zhì)量（）。 注射模具主要包括動模和定模兩部分，動模安裝在注射機的移動模板上，定模安裝在注射機的固定模板上。注射時動模與定模閉合，構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng)，開模時動模與定模分離，以便取出塑料制品[7]。 方案一：該零件以側(cè)面為分型面，使用液壓機抽芯，采用頂桿推出，側(cè)流道型澆口。優(yōu)點是流程短，進(jìn)料快，阻力小等；缺點去除澆口不便，不利于塑件脫模。澆口形狀選用圓形。 方案二：該零件以底面為分型面，使用單向側(cè)抽芯，采用頂桿推出，使用側(cè)澆口，截面尺寸選用圓形。 方案三：采用彈簧抽芯，型芯將由大小不同的三對鑲塊組成，由鑲塊組成的型芯結(jié)構(gòu)內(nèi)部是空心的，空心部分加一頂桿。在鎖模力解除后，頂桿抽出，在彈簧力的作用下，型芯鑲塊向里運動，從而實現(xiàn)脫模。綜合這三種方案的優(yōu)缺點，確定最后方案完成設(shè)計如下。第三章 注塑機的選擇第三章 注塑機的選擇 第三章 注塑機的選擇 因為遙控器盒蓋的塑件的尺寸不大，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模四腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。 注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計的好壞對塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設(shè)計恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。 由于本設(shè)計中遙控器殼塑件外表面質(zhì)量要求不是特別高，所以選用側(cè)澆口。側(cè)澆口直接在中間的圓端面處進(jìn)，遙控器殼組裝后，澆口被遮擋起來。第三章 注塑機的選擇 注塑機的類型 遙控器盒蓋是中批量生產(chǎn)，采用一模四腔，=，，再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力），綜合考慮各種因素，選定注射機為HTF300XA。注射方式為螺桿式，： HTF300XA型號/參數(shù)單位300A螺桿直徑mm60理論注射容量cm3727注射重量PSg662注射壓力Mpa213注射行程mm257螺桿轉(zhuǎn)速r/min0~160料筒加熱功率KW鎖模力KN3000第三章 注塑機的選擇拉桿內(nèi)間距(水平垂直)mm660660續(xù)表允許最大模具厚度mm660允許最小模具厚度mm250移模行程mm660移模開距(最大)mm1260液壓頂出行程mm160液壓頂出力KN62液壓頂出桿數(shù)量PC13油泵電動機功率KW30油箱容積l580機器尺寸(長寬高)m機器重量t最小模具尺寸(長寬)mm460460 注塑機成型的工藝分析 注射成型工藝過程分析：根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過程為：第一步：為使注射過程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作： a. 成型前對原材料的預(yù)處理根據(jù)注射成型對物料的要求，檢驗物料的含水量，外觀色澤，顆粒情況并測試其熱穩(wěn)定性，流動性和收縮率等指標(biāo)，對原材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，ABS材料吸水率極低，成型前一般不必進(jìn)行干燥處理。如有需要，可在70 ～ 80 下干燥2～4 h。 b. 料筒的清洗在初用某種塑料或某一注射機之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時，都需要對注射機（主要是料筒）進(jìn)行清洗或拆換。 柱塞式注射機料筒的清洗常比螺桿式注射機困難，因為柱塞式料筒內(nèi)的存料量較大而不易對其轉(zhuǎn)動，清洗時必須拆卸清洗或者采用專用料筒。對螺桿式通常是直接換料清洗，也可采用對空注射法清洗。 c. 脫模劑的選用脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面第三章 注塑機的選擇上的一種助劑。一般注射制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計。在和產(chǎn)上為了順利脫模，常用的脫模劑有：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油），硅油，對ABS材料，可選用硬脂酸鋅，因為此脫模劑除聚酰胺塑料外，一般塑料都可使用。第二步：注射成型過程 完整的注射過程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個步驟，但實際上是塑化成型與冷卻兩個過程。第三步：制件的后處理 注射制件經(jīng)脫?；驒C械加工后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?，目的是為了消除存在的?nèi)應(yīng)力，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調(diào)濕處理。該塑料制件材料為ABS，就采用退火處理1～3小時。 注射量的校核 模具設(shè)計時，必須使得在一個注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為： ()式中 型腔數(shù)量 單個塑件的體積（） 澆注系統(tǒng)所需塑料的體積（） 本設(shè)計中：n=4 = M=+= () 注塑機額定注塑量為662g，注射量符合要求。 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 注射成型時塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過了注射機所允許的最大成型面積，則成型過程中會出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿足以下關(guān)系。 () 式中 n 型腔數(shù)目 單個塑件在模具分型面上的投影面積 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 n=2 = =4025 =+4025=38315 () 注射成型時為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機額定鎖模力。即： （