【正文】 將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力 。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開始使用 UG、 Pro/Engineer、 IDEAS、 EuclidIS 等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、 CFlow、 DYNAFORM、 Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟件。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM 技術(shù)的普及率不高；許多先進的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等。 模具的未來發(fā)展趨勢 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng) 該為適應(yīng)模具產(chǎn)品 “交貨期短 ”、 “精度高 ”、 “質(zhì)量本次畢業(yè)設(shè)計 8 得到了廣大老師和同學(xué)的幫助，在此一一表示感謝！由于實踐經(jīng)驗的缺少，設(shè)計過程中的錯誤在所難免，望老師和同學(xué)們批評指正。 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品 “交貨期短 ”、 “精度高 ”、 “質(zhì)量好 ”、 “價格低 ”的要求服務(wù)。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項： （ 1）全面推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù) 模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及 CAD/CAM/CAE 技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大 CAD/CAM 技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進一步擴大 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE 技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 （ 2）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的 CAD 數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的 “逆向工程 ”。模具掃描 系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在 “十五 ”期間將發(fā)揮更大的作用。 （ 3）提高模具標(biāo)準化程度 我國模具標(biāo)準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標(biāo)準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為 80%左右。 （ 4）優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進的氣相沉積 (TiN、 TiC等 )、等離子噴涂等 技術(shù)。 加入世貿(mào)組織后，我國將獲得一個更加穩(wěn)定的國際經(jīng)貿(mào)環(huán)境，從而有利于我國的改革開放．有利于我國與各國、各地區(qū)的經(jīng)濟貿(mào)易合作，有利于世界經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。我國在制定法律法規(guī)時要遵守 WTO 的規(guī)則，增加透明度，減少行政干預(yù)等；在市場開放方面，需要逐步降低關(guān)稅，取消非關(guān)稅措施，開放服務(wù)業(yè)市場等。這無論在觀念上還是在體制上都會帶來一定的變化。我國加入 WTO 同時也將為各國、各地區(qū)的貿(mào)易伙伴提供更好、更穩(wěn)定的市場進入機會。使我國的投資環(huán)境將更為寬松、透明、穩(wěn)定， 9 我國的利用外資領(lǐng)域?qū)⑦M一步擴大，我國的市場體系將更加完善 和發(fā)達。國內(nèi)和國外模具企業(yè)都可以從中得到更多的機會和收益。 由于國內(nèi)某些模具在技術(shù)上和質(zhì)量上與國外先進水平存在著較大的差距，使短期內(nèi)國內(nèi)模具難以與國外先進模具的抗衡。這對我國模具產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生一定的沖擊。另一方面也促進國內(nèi)行業(yè)優(yōu)化資源配置、調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、提高社會勞動效率，促使企業(yè)苦練內(nèi)功，提高管理水平。應(yīng)該清醒地認識到競爭才會帶來更快的發(fā)展．只要發(fā)揮自身優(yōu)勢，減少技術(shù)差距，我國的模具必將逐步占領(lǐng)國內(nèi)市場，并拓展國際空間。 第二章 注塑工藝分析 如圖所示，塑件選擇，材料為 ABS，收縮率為 %～ %，生產(chǎn)批量 20 萬件。 圖 2 塑件 名稱： 修正帶上蓋 材料： ABS 塑料 數(shù)量：大批量生產(chǎn) 質(zhì)量： 壁厚： 1mm 注射成型過程 10 對 ABS 的色澤、細度和均勻度進行檢驗。由于 ABS 的吸水率大約為 %～ %，容易吸濕，成型前應(yīng)進行充分的干燥，干燥至水分含量 %。干燥條件：用烘箱以80～ 85℃ 烘 2～ 4 小時或用干燥料斗以 80℃ 烘 1～ 2 小時。 塑料在注射機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔成型，其過程可以分為充模、壓實 、保壓、倒流、和冷卻 4 個階段。 采用調(diào)濕處理，其熱處理條件查參考文獻，溫度為 70℃ ；保濕時間為 2～ 4 小時。 材料 ABS 的注塑成型參數(shù) 注射機：螺桿式； 螺桿轉(zhuǎn)數(shù)（ r/min）： 48； 料筒溫度（ ℃ ）：前段 200～ 220； 中段 180～ 200； 后段 160～ 180； 噴嘴溫度（ ℃ ）： 170～ 180； 模具溫度（ ℃ ）： 50～ 80； 注射壓力（ MPa）： 70～ 100； 成型時間（ s）：注射 20～ 60，保壓 0～ 3，冷卻 20～ 90，總周期 50～ 材料 ABS 性能 ABS 樹 脂 是 一種 共 混物 ，是 丙烯 腈 丁二烯 苯乙 烯 共聚 物， 英文 名Acrylonitrilebutadinestyrene(簡稱 ABS)，這三者的比例為 20： 30： 50(熔點為 175℃ )。只要改變其三者的比例、化合方法、顆粒的尺寸，便可以生產(chǎn)出一系列具有不同沖擊強度、流動特性的品種，如把丁二烯的成份增加，則其沖擊強度會得到提高，但是硬度和流動性就會降低，強度和耐熱性變會減少。 ABS 為淺黃色粒狀或珠狀不透明樹脂，無毒、無味、吸水率低，具有 良好的綜合物理機械性能，如優(yōu)良的電性能、耐磨性，尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)性和表面光澤等，且 11 易于加工成型。缺點是耐候性，耐熱性差，且易燃。 ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。從形態(tài)上看， ABS 是非結(jié)晶性材料。中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯 丙烯腈的連續(xù)相，另一個是聚丁二烯橡膠分散相。 ABS 的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu) 。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場上上百種不同品質(zhì)的 ABS 材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。 ABS 材料具有超強的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強度。 ABS 在比較寬廣的溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強度，熱變形溫度比 PA、 PVC 高，尺寸穩(wěn)定性好，收縮率在 %～ %范圍內(nèi)，若經(jīng)玻纖增強后可以減少到 %～ %，而且絕少出現(xiàn)塑后收縮。 ABS 具有良好的成型加工性，制品表面光潔度高 ，且具有良好的涂裝性和染色性，可電鍍成多種色澤。 ABS 尚具有良好的配混性，可與多種樹脂配混成合金 (共混物 )，如 PC/ABS、ABS/PC、 ABS/PVC、 PA/ABS、 PBT/ABS 等，使之具有新的性能和新的應(yīng)用領(lǐng)域， ABS若與 MMA 摻混可制成透明 ABS，透光率可達 80%。 ABS 是吸水的塑料，于室溫下， 24 小時可吸收 %～ %水分，雖然這種水分不至于對機械性能構(gòu)成重大影響，但注塑時若濕度超過 %，塑料表面會受大的影響，所以對 ABS 進行成型加工時，一定要事先干燥，且干燥后的水分含量應(yīng)小于 %。 的主要性能指標(biāo) 密度 ρ=～ g/ 3cm 收縮率 ～ %，取值 %. 成型塑件的主要缺陷及消除措施 主要缺陷：溢料飛邊、氣泡、熔接痕、燒焦及黑紋、光澤不良； 消除措施：增大注射壓力、提高模具溫度、加排氣槽、充分預(yù)干燥。 12 第三章 成型設(shè)備的選擇 注射成型工藝簡介 注射成型也稱注塑，是塑料的一種重要成型方法。除極少數(shù)幾種熱塑性塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料部可用此法成型。注射成型也能加工某些熱固性塑料，如酚醛塑料等。 注射成型是將粒狀或粉狀塑料從注射成型機的料斗送入機簡內(nèi)加熱熔融塑化后，在柱塞或螺桿加壓下，物料被壓縮并向前移動，通過機簡前端的噴嘴，以很快的速度注入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過一定時間的冷卻定型后，開啟模具即得制品。這種成型方法是一種間歇式的操作過程。 注射成型周期從幾秒鐘到幾分鐘不等。周期的長短取決于制品的壁厚、大小、形狀、注射成型機的類型以及所采用的塑料品種和工藝條件等。注射成型制品的重量從一克到幾十公斤不等，視需要而定。 注射成型具有生產(chǎn)周期快、生產(chǎn)效率高、能成型形狀復(fù)雜、尺寸精確或帶微件的制品以及易于 實現(xiàn)自動化等特點，因此廣泛用于各種塑料制品的生產(chǎn)。其成型制品占目前全部塑料制品的 20～ 30％。注射成型是一種比較先進的成型工藝，目前正繼續(xù)向著高速化和自動化方向發(fā)展。 注射成型工藝條件 對于一定的塑料制品，當(dāng)選擇了適當(dāng)?shù)乃芰掀贩N、成型方法及成型設(shè)備，設(shè)計了合理的成型工藝過程和塑料模結(jié)構(gòu)之后，在生產(chǎn)中，工藝條件的選擇和控制就是保證成型順利和制品質(zhì)量的關(guān)鍵。注射成型的主要工藝條件是溫度、壓力和時間。 塑料蓋 的注射成型工藝參數(shù)如表 3— 2 所示，試模時可根據(jù)實際情況做適當(dāng)調(diào)整。 表 3— 2 ABS 注射成 型工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 規(guī)格 工藝參數(shù) 規(guī)格 預(yù)熱和干燥 溫度： 150℃ 時間： 2～ 3h 成型時間 S 注射時間： 20～ 90 保壓時間： 0～ 5 冷卻時間： 20～ 120 總周期： 50～ 220 料筒溫度℃ 后段： 150～ 170 中段： 165～ 180 前段： 180～ 200 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 30 噴嘴溫度℃ 170～ 180 后處理 方法：紅外線、烘箱 溫度℃： 70 13 模具溫度℃ 50～ 80 時間 h： 2～ 4 注射壓力 MP 60～ 100 注射機的選擇 注射機基本參數(shù) 注塑 機的技術(shù)規(guī)范 、 類型 、 最大注射量 、 最大注射壓力 、 最大鎖模力、最大成型面積、最大最小模厚、最大開模引程、定注孔尺寸、嘴噴的球面半徑、注射機動模板的頂出孔、機床模板安裝螺釘孔或丁字槽的位置與尺寸。 類型 : 臥式、立式、 直角式 ； 最大注射量的選擇 ； 注射機一次注射聚本乙烯的最大熔料的重量或容積的量為注射機公稱注射量。 塑件十澆注流的總量 = 公稱注射量 。 注射面積核定 ； 最大注射面積指模具分型面上 允許的塑件最大投影面積 . 作用于該面積上的型腔總壓力小于注射機 。 初擇 注射機 根據(jù)零件的三維模型，利用 UG 軟件可查詢到塑件的體積為： V1= 澆注系統(tǒng)的體積： V2=25%V1 = 一次注射所需的塑料總體積為（一模兩 件）： V= (2V1+V2)/ = mm3≈13 cm3 塑件與澆注系統(tǒng)的總質(zhì)量： M=ρ V= 根據(jù)塑件的體積，取一模兩件的模具結(jié)構(gòu)，結(jié)合計算數(shù)據(jù)，查表 33[1]選用螺桿式注射機 XSZY125A， 其基本參數(shù)如下 ： 表 33 XS－ ZY－ 125A 型注塑機 參數(shù) 螺桿直徑 /㎜ 注射容量 /㎝ 3 注射壓力 /MPa 鎖模力 /KN 14 Ф42 220 150 900 拉桿內(nèi)間距 /㎜ 最大模具厚度㎜ 最小模具厚度 /㎜ 注射方式 360360 350 220 螺桿式 移模行程 /㎜ 噴嘴球半徑 /㎜ 噴嘴孔直徑 /㎜ 定位圈直徑 /㎜ 325 12 ф4 Ф100 注塑機參數(shù)校核 最大注塑量 本制品材料采用丙烯氰 —丁二烯 —苯乙烯共聚物也就是 ABS，查書《塑料模具設(shè)計手冊》附錄得知其密度為 ／ cm3，收縮率為 % 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，注塑機在 注塑 ABS 塑料時，其每次注射量僅達標(biāo)準注射量的 75%，為了提高制件質(zhì)量及尺寸的穩(wěn)定，表面光澤、色調(diào)的均勻，擬選定注射量為標(biāo)定注射量的 50% V=nVz+Vj ≥nVz+Vj 式中 V—個成型周期內(nèi)所需要注射的塑料容積 cm179。 N—型腔數(shù) Vz—單個型件容量 cm179。 Vj—澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需的塑料的容積 cm179。 Vg—注射機的額定注射量 單個塑件體積 Vz=179。， 澆注系統(tǒng)凝料體積 Vj=179。 即 V=2+=179。 ≤nVz+Vj Vg≥179。 而本人選定的注塑機注塑容量為： 220cm3，所以滿足要求。 注射壓力校核 ABS 塑料推薦注射壓力為 70~90Mpa，考慮到本制件壁厚較小，充模阻力較大取注射壓力為 80Mpa，安全系數(shù)取 ， 80Mpa=104Mpa，注塑機的注塑壓力為 150 Mpa，104Mpa﹤ 150 Mpa，注塑壓力校核合格。 鎖模力校核 注射成型時的塑料會產(chǎn)生模板間的漲模力，此漲模力等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型 15 面上的投影面積與型腔壓力