【正文】 ............................................................. 30 參考資料 ............................................................... 31 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 4 緒 論 大規(guī)模生產(chǎn)模具在現(xiàn)代制造業(yè)中，不同的產(chǎn)品和日用品技術(shù)和重要設(shè)備和材料，通過某種方式創(chuàng)建一個特定的形狀。鑄造高品質(zhì)，高效率，節(jié)能，成本低的材料，可在國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，尤其是在汽車，拖拉機，航空航天，設(shè)備，機械，家電，石化，輕工，日用品等零件的應(yīng)用范圍非常廣泛。塑料模具形成的一個重要的技術(shù)設(shè)備，模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是自身價值的許多倍，甚至是一百倍，所以模具行業(yè)是 國民經(jīng)濟水平的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè) ， 模具制造技術(shù) 的高低 ，已成為國家措施制造水平的 重要標志。中國塑料模具塑料模具行業(yè)未來的迅速發(fā)展和 以上方面 存在的差距， 我國以后的模具發(fā)展 肯定是高于模具行業(yè)的整體增長。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展，規(guī)?；同F(xiàn)代化的同時，小而 精，小兒專，仍然是一個必然的發(fā)展趨勢。從技術(shù)上講，以滿足生產(chǎn)模式，使用 短時交貨，精確，質(zhì)量，低價格 的要求。 課題 的主題是 手機外殼前蓋 塑料材質(zhì)，質(zhì)量，體積的分析和計算，合理利用注塑機蓋手機殼模具設(shè)計和數(shù)控加工的一部分。和每一個測試參數(shù)，要求設(shè)計一個合理的經(jīng)濟模塑料 。 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 5 設(shè)計題目 ： 如圖 1 所示的塑件實物為一個手機外殼前蓋 ，該零件要求具 有一定的強 度與 剛 度，其中塑件兩側(cè) 的 圓柱狀突出與其他 的 零件有配合要求，上表面多孔， 該零件不透明，其形狀主要由曲面與 孔構(gòu)成，左右基本對稱，具有良好 受力 的 性能 。 體積 = 103mm3 長 = 寬 = 厚 = 表 面積 = 11355mm2 密度 = 106 g/ mm3 質(zhì)量 = 設(shè)計要求： （ 1）確定塑件所用塑料品種； （ 2）設(shè)計成型塑件的注塑模具； （ 3）塑件的數(shù)控加工編程。 圖 11 塑件三維圖 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 6 任務(wù)分析 首先應(yīng)確定的主題的設(shè)計，設(shè)計的要求，本設(shè)計中使用的各種塑料塑件，以確定的塑料片，塑料基本技術(shù)參數(shù)的精度水平。觀察表明，塑件的結(jié)構(gòu)：在光滑的表面多孔的，基本均勻的厚度的塑料部件，在設(shè)計時應(yīng)注意的設(shè)計，因此澆口的位置和它的大小，以避免縮痕和翹曲。 塑件塑料品種的確定和結(jié)構(gòu)工藝性 塑料品種的確定 所給塑件實物為 紅 色不透明制件，根據(jù)塑件的要求，初步確定所用塑料應(yīng)是工程塑料。在工程塑料中有很多品種滿足塑件的使用要求，如 ABS、聚甲醛、聚碳酸酯等。從成型工藝性和成本方面考 慮聚甲醛的熱穩(wěn)定性較差，加工工藝要求較高；聚碳酸酯的分子鏈較剛硬，成型時的粘度較大，要求較高的注塑壓力，制品中容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力等，加之兩者的原料價格也較高，最終確定采用 ABS 塑料。 ABS 塑料的性能 ABS 樹脂是五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點，容易涂裝、著色，還可以進行表面噴鍍 金 屬 、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工，廣泛應(yīng)用于機械、 汽車 、電子電器、 儀器 儀表、 紡織 和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣 的熱塑性工程塑料。 ABS 塑料的性質(zhì)與材料功能： 塑料 ABS 無毒、無味，外觀呈象牙色半透明，或透明顆?；蚍蹱?。密度為 ~㎝ 3,收縮率為 %~%,彈性模量值為 ,泊松比值為 ，吸濕性 1%，熔融溫度 217~237℃ ，熱分解溫度 250℃ 。 1. ABS 塑料的成型特性： 無定形料 ,流動性中等 ,吸濕大 ,必須充分干燥 ,表面要求光澤的塑件須長時間預熱干燥 8090度 ,3小時 . ,高模溫 ,但料溫過高易分解 (分解溫度為 270 度 ).對精度較高的塑件 ,模溫宜取 5060度 ,對高光澤 .耐熱塑件 ,模溫宜取 6080 度 . ，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā? 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 7 ，生產(chǎn) 37 天后模具表面會殘存塑料分解物，導致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進行清理，同時模具表面需增加排氣位置。 ，模具澆注系統(tǒng)應(yīng)以粗，短為原則，宜設(shè)冷料穴，澆口宜取大，如：直接澆口，圓盤澆口或扇形澆口等，但應(yīng)防止內(nèi)應(yīng)力增大，必要時可采用調(diào)整式澆口。模具宜加熱，應(yīng)選用耐磨鋼。 ，料溫過低會造成缺料，表面無光澤，銀絲紊亂料溫過 高易溢邊，出現(xiàn)銀絲暗條，塑件變色起泡。 ，模溫低時收縮率，伸長率，抗沖擊強度大，抗彎，抗壓，抗張強度低。模溫超過 120 度時，塑件冷卻慢，易變形粘模，脫模困難，成型周期長。 ，易發(fā)生熔融開裂，產(chǎn)生應(yīng)力集中，故成型時應(yīng)嚴格控制成型條件，成型后塑件宜退火處理。 參考 百度百科 ABS 塑件的性能 塑料精度 塑件的尺寸精度是指所獲得的塑件尺寸與產(chǎn)品圖中尺寸的符合程度，即所獲得塑件尺寸的準確度。影響塑件尺寸精度的因素是模具的制造精度和模具的磨損程度，其次是塑料的收縮率波動及成型時 工藝條件的變化，塑件成型后的時效變化和模具的結(jié)構(gòu)形狀等。因此，塑件的尺寸精度往往不高，贏在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級。 塑件的尺寸公差依據(jù)《工程塑料模塑料件尺寸公差標準》確定，改標準將塑件分成 7個精度等級，其中 MT1 級精度要求較高，一般不采用。 材料為 ABS 時，選取一般精度等級為 MT3，未注公差尺寸的公差等級為 MT5。 塑件的表面粗糙度 塑件的外觀要求越高，表面粗糙度值應(yīng)越低。在成型時從工藝上盡可能避免冷疤，云紋等疵點，除此之外，主要取決于模具型腔磨損而使表面粗糙度不斷加大，所以應(yīng)隨時予 以拋光復原。透明塑件要求型腔和表面粗糙度相同，而不透明塑件則根據(jù)使用情況決定他們的表面粗糙度。塑件的表面粗糙度可參照 GB/T142321993《塑料件表面粗糙度標準》選取。 參考書目 [1]P42 塑件的尺寸精度和 表面粗糙度 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 8 分型面及型腔的設(shè)計 分型面選擇 分型面是模具結(jié)構(gòu)中的基準面，它直接影響著成型塑件的質(zhì)量、模具加工的工藝性以及注射成型的效率等等。因此確定模的分型面是模具設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)之一。 選擇模具分型面的基本原則： 塑件脫模方便。不僅要求選取的分型面位置不會使塑件卡在型腔無法 取出，也要求塑件在動定模打開時盡可能滯留在動模一側(cè)，因為模具的脫模機構(gòu)在動模一側(cè)。 模具結(jié)構(gòu)簡單。將分型面設(shè)計成平面，型腔底面不容易切削加工，不如將分型面設(shè)計為斜面，使型腔底面成為平面，便于加工。從簡化模具考慮，對需要抽芯的塑件，應(yīng)盡量避免在定模部分抽芯。 型腔排氣順利。型腔氣體的排除，除了利用頂出元件配合外間隙外，主要靠分型面，排氣曹也要設(shè)在分型面上。因此，分型面應(yīng)該選擇在熔體流動的末端。 確保塑件質(zhì)量。 例如，將有同軸度要求的膠件部分放到分模面的同一側(cè)等 合理 利用設(shè)備 。 一般注塑模的側(cè)向抽 芯，都是借助模具打開時的開模運動。通過模具的抽芯機構(gòu)進行抽芯，在有限的開模行程內(nèi)，完成的抽芯距離有限。因此，對于帶有互相垂直的兩個方向都有孔或凹槽的塑件，應(yīng)避免長距離抽芯。 滿足 鎖緊要求。將塑 件投影面積大的方向，放在前、后模的合模方向上，而將投影面積小的方向作為側(cè)向分模面；另外，分模面是曲面時，應(yīng)加斜面鎖緊。 參考目錄書【 1】 P71 分型面的選擇 分型面的確定 實際的模具結(jié)構(gòu)不外乎如下三種： 1）型腔完全在前模一側(cè)； 2）型腔完全在后模一側(cè)； 3）型腔各有一部分在前、后模。 根據(jù)塑件的 結(jié)構(gòu)特點，主分型面位置 完全在前模一側(cè) ，即第三種模具結(jié)構(gòu)方案。 基于上述的選擇分型面的原則，產(chǎn)品的分型面如圖 3— 1 所示。 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 9 型腔的確定 型腔數(shù)的確定，與所要求的塑件質(zhì)量、塑件的幾何形狀、塑件成本及交貨期等因素有關(guān)。從經(jīng)濟的角度出發(fā)，訂貨量大時可選用多型腔模具，對小型制件，型腔數(shù)量可由經(jīng)驗決定。當尺寸精度和重復性精度要求很高時，應(yīng)盡量減少型腔的數(shù)目，在滿足其他要求的前提下盡量采用單型腔模具。針對于本設(shè)計的塑件 ，由于尺寸精度和重復性精度要求不高，因而擬采用以模具中心對稱的一 模兩腔較為合 適。 凹模、凸模厚度尺寸設(shè)計 在注塑成型過程中，型腔所受的力有塑料熔體的壓力、合模時的壓力，開模時的拉力等，其中最主要的是塑料熔體的壓力，在塑料熔體壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及變形。如果型腔側(cè)壁和底壁厚度不夠，當型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料的許用應(yīng)力時，型腔即發(fā)生強度破壞。于此同時，剛度不足則發(fā)生過大的彈性變形，從而產(chǎn)生溢料和影響塑件尺寸及成型精度，也可能導致脫模困難等，可見模具對強度和剛度都有要求。 因此選用 瑞典一勝 百公司 鋼 材 718S 為加工材料。其特點是 拋光性好 ,耐磨性好 ,抗拉強度高 ,常用于高拋光度及高 要求的內(nèi)模鑲件 ,適合 PA、 POM、 PS、 PE、 PP 和 ABS 等塑料模。 凸模用于產(chǎn)品內(nèi)表面的成型，后模材料較硬，表面質(zhì)量一般情況下比前模要求低一些，因此選用和前模一樣的材料。 圖 31 產(chǎn)品的分型面圖 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 10 由于此零件需一模兩出，因此需要對零件進行排位，由于此零件 型腔深度 ，根據(jù) 型腔至內(nèi)膜鑲件邊經(jīng)驗數(shù)值（ 表 1）可得型腔至內(nèi)膜鑲件邊數(shù)值為 15mm。 表 1 型腔至內(nèi)膜鑲件邊經(jīng)驗數(shù)值 型腔深度 型腔至內(nèi)膜鑲件邊數(shù)值 /mm 型腔深度 型腔至內(nèi)膜鑲件邊數(shù)值 /mm ≦ 20mm 15～ 20 30～ 40 30～ 35 20～ 30mm 25～ 30 ﹥ 40 35～ 50 注： 1 ． 零部件的前模和后模的長寬 尺寸通常是一 致 的。 2 ．內(nèi)模鑲件的長、寬尺寸應(yīng)取整數(shù)，寬度應(yīng)盡量和標準模架的推桿板寬度相等。 內(nèi)模鑲件包括 前模和后模，厚度與產(chǎn)品高度和產(chǎn) 品在分型面上的投影面積有關(guān)，一般制品可參考下述經(jīng)驗數(shù)值選定。 ① 凹模厚度 A 一般在型腔深度基礎(chǔ)上加 10 ～ 20mm ，當產(chǎn) 品在分型面上的投影面積大于 200cm2 時， 在型腔深度基礎(chǔ)上加上 25 ～ 30mm 。見圖 41 。 ② 凸模厚度 B 見圖 3 ，分以下兩種情況。 一是凸模無型腔 ： 此時應(yīng)保證 凸模有足夠的強度和剛度，凸模厚度取決于凸模的長寬尺寸。 二是凸模有型腔：凸模的厚度 B = 型腔深度 a + 封料尺寸 b(最小 8mm) + 鋼厚 14mm左右。 如果型芯鑲通，則不用加 14mm；如果按上式計算得到的厚度小于表 2中凸模厚度 B，則以表 2中的厚度為準。 圖 41 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 11 表 2 凸模厚度經(jīng)驗確定法 內(nèi)模鑲件的長寬 凸模厚度 B 內(nèi)模鑲件的長寬 凸模厚度 B ≦ 50 50 15～ 20 150 150～ 200 200 30～ 40 50 50～ 100 100 20～ 25 ≧ 200 200 40～ 50 100 100～ 150 150 25～ 30 注意事項： ①凹模厚度盡量取小一些，以減小主流道的長度。 ②凸模厚度是指分型面以下的厚度，不包括凸模型芯的高度。 ③凸模型腔越深，封料尺寸的值就越要取小些；反之，則可取大些。 由于零件長寬為 120 44。因此，根據(jù)凸模厚度經(jīng)驗確定法（表 2）可以確定凸模厚度 B為 35mm， 凹模厚度 A為 25mm。 當確定了 型腔至內(nèi)膜鑲件邊數(shù)值和凹凸模厚度，就可以定義一個毛坯，再通過分型面的裁剪就可以得到凹模（圖 42）、凸模（圖 43）。 圖 42 產(chǎn)品的 凹模 圖 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 12 由于這產(chǎn)品 沒 有側(cè)向的倒扣，所以就 不 用做側(cè)向的抽芯。 注塑機的選擇 塑件 采用一模兩腔形式， 注塑量為 103 2=83 103mm3 。要求注射成型時的總注射量應(yīng)是注射機最大注射量的 80%以下。 G≤ 80%Gmax （ 31） 代入數(shù)據(jù)得： Gmax= G/=（ 83 103） /= cm3 公式引自參考書目 [4]P156 公式（ 83） 初選注射機為 XSZY125技術(shù)參數(shù)如 表 3： 表 3 XSZY125 注 塑機技術(shù)參數(shù) 理論容量 / cm^3 125 螺桿 直徑 / mm 42 注射壓力 / MPa 120 注射行程 / mm 115 鎖模力 / KN 900 最大 成型 面積 / cm^2 320 圖 43 產(chǎn)品的 凸模 圖 吉林大學珠海學院本科畢業(yè)論文 13 模具最大厚度 / mm 300 模具最小厚度 /