【正文】 將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些國(guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開(kāi)始使用 UG、 Pro/Engineer、 IDEAS、 EuclidIS 等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、 CFlow、 DYNAFORM、 Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟件。 雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)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(dá)國(guó)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(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等。 模具的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 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(jì) 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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺少，設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤在所難免，望老師和同學(xué)們批評(píng)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(jià)格低 ”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)： （ 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(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)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(jìn)一步擴(kuò)大 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)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(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)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(jī)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(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)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(chē)、摩托車(chē)、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(zhǔn)化程度 我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為 80%左右。 （ 4）優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)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(lái)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(jìn)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(guó)將獲得一個(gè)更加穩(wěn)定的國(guó)際經(jīng)貿(mào)環(huán)境，從而有利于我國(guó)的改革開(kāi)放．有利于我國(guó)與各國(guó)、各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)貿(mào)易合作，有利于世界經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。我國(guó)在制定法律法規(guī)時(shí)要遵守 WTO 的規(guī)則，增加透明度，減少行政干預(yù)等；在市場(chǎng)開(kāi)放方面，需要逐步降低關(guān)稅，取消非關(guān)稅措施，開(kāi)放服務(wù)業(yè)市場(chǎng)等。這無(wú)論在觀念上還是在體制上都會(huì)帶來(lái)一定的變化。我國(guó)加入 WTO 同時(shí)也將為各國(guó)、各地區(qū)的貿(mào)易伙伴提供更好、更穩(wěn)定的市場(chǎng)進(jìn)入機(jī)會(huì)。使我國(guó)的投資環(huán)境將更為寬松、透明、穩(wěn)定， 9 我國(guó)的利用外資領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步擴(kuò)大，我國(guó)的市場(chǎng)體系將更加完善 和發(fā)達(dá)。國(guó)內(nèi)和國(guó)外模具企業(yè)都可以從中得到更多的機(jī)會(huì)和收益。 由于國(guó)內(nèi)某些模具在技術(shù)上和質(zhì)量上與國(guó)外先進(jìn)水平存在著較大的差距，使短期內(nèi)國(guó)內(nèi)模具難以與國(guó)外先進(jìn)模具的抗衡。這對(duì)我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生一定的沖擊。另一方面也促進(jìn)國(guó)內(nèi)行業(yè)優(yōu)化資源配置、調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、提高社會(huì)勞動(dòng)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(rèn)識(shí)到競(jìng)爭(zhēng)才會(huì)帶來(lái)更快的發(fā)展．只要發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，減少技術(shù)差距，我國(guó)的模具必將逐步占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，并拓展國(guó)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(wàn)件。 圖 2 塑件 名稱(chēng)： 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(guò)程 10 對(duì) ABS 的色澤、細(xì)度和均勻度進(jìn)行檢驗(yàn)。由于 ABS 的吸水率大約為 %～ %，容易吸濕，成型前應(yīng)進(jìn)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(shí)或用干燥料斗以 80℃ 烘 1～ 2 小時(shí)。 塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過(guò)程可以分為充模、壓實(shí) 、保壓、倒流、和冷卻 4 個(gè)階段。 采用調(diào)濕處理，其熱處理?xiàng)l件查參考文獻(xiàn)，溫度為 70℃ ；保濕時(shí)間為 2～ 4 小時(shí)。 材料 ABS 的注塑成型參數(shù) 注射機(jī)：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(shí)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(shù) 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(jiǎn)稱(chēng) ABS)，這三者的比例為 20： 30： 50(熔點(diǎn)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(qiáng)度、流動(dòng)特性的品種，如把丁二烯的成份增加，則其沖擊強(qiáng)度會(huì)得到提高，但是硬度和流動(dòng)性就會(huì)降低，強(qiáng)度和耐熱性變會(huì)減少。 ABS 為淺黃色粒狀或珠狀不透明樹(shù)脂，無(wú)毒、無(wú)味、吸水率低，具有 良好的綜合物理機(jī)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(diǎn)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(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)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(gè)是苯乙烯 丙烯腈的連續(xù)相，另一個(gè)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(jì)上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場(chǎng)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(qiáng)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(qiáng)度。 ABS 在比較寬廣的溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強(qiáng)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(qiáng)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(shù)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(dá) 80%。 ABS 是吸水的塑料，于室溫下， 24 小時(shí)可吸收 %～ %水分，雖然這種水分不至于對(duì)機(jī)械性能構(gòu)成重大影響，但注塑時(shí)若濕度超過(guò) %，塑料表面會(huì)受大的影響，所以對(duì) ABS 進(jìn)行成型加工時(shí)，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(jiǎn)介 注射成型也稱(chēng)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(jī)的料斗送入機(jī)簡(jiǎn)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(dòng)，通過(guò)機(jī)簡(jiǎn)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(guò)一定時(shí)間的冷卻定型后，開(kāi)啟模具即得制品。這種成型方法是一種間歇式的操作過(guò)程。 注射成型周期從幾秒鐘到幾分鐘不等。周期的長(zhǎng)短取決于制品的壁厚、大小、形狀、注射成型機(jī)的類(lèi)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)，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(jìn)的成型工藝，目前正繼續(xù)向著高速化和自動(dòng)化方向發(fā)展。 注射成型工藝條件 對(duì)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(jì)了合理的成型工藝過(guò)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(shí)間。 塑料蓋 的注射成型工藝參數(shù)如表 3— 2 所示，試模時(shí)可根據(jù)實(shí)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(shí)間： 2～ 3h 成型時(shí)間 S 注射時(shí)間： 20～ 90 保壓時(shí)間： 0～ 5 冷卻時(shí)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(shí)間 h： 2～ 4 注射壓力 MP 60～ 100 注射機(jī)的選擇 注射機(jī)基本參數(shù) 注塑 機(jī)的技術(shù)規(guī)范 、 類(lèi)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(kāi)模引程、定注孔尺寸、嘴噴的球面半徑、注射機(jī)動(dòng)模板的頂出孔、機(jī)床模板安裝螺釘孔或丁字槽的位置與尺寸。 類(lèi)型 : 臥式、立式、 直角式 ； 最大注射量的選擇 ； 注射機(jī)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(jī)公稱(chēng)注射量。 塑件十澆注流的總量 = 公稱(chēng)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(jī) 。 初擇 注射機(jī) 根據(jù)零件的三維模型，利用 UG 軟件可查詢(xún)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(jì)算數(shù)據(jù)，查表 33[1]選用螺桿式注射機(jī) XSZY125A， 其基本參數(shù)如下 ： 表 33 XS－ ZY－ 125A 型注塑機(jī) 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(jī)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(shū)《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》附錄得知其密度為 ／ cm3，收縮率為 % 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注塑機(jī)在 注塑 ABS 塑料時(shí)，其每次注射量?jī)H達(dá)標(biāo)準(zhǔn)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(gè)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(gè)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(jī)的額定注射量 單個(gè)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(jī)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(jī)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(shí)的塑料會(huì)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