【正文】 第一章 緒論 1 第一章 緒論 模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。 對(duì)模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動(dòng)化操作簡(jiǎn)便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。 模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置 以及脫模方式等對(duì)制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過(guò)程中，模具結(jié)構(gòu)對(duì)操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時(shí)，應(yīng)盡量減少開(kāi)模、合模的過(guò)程和取制件過(guò)程中的手工勞動(dòng)，為此，常采用自動(dòng)開(kāi)合模自動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)，在全自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)還要保證制品能自動(dòng)從模具中脫落。另外模具對(duì)制品的成本也有影響。當(dāng)批量不大時(shí)，模具的費(fèi)用在制件上的成本所占的比例將會(huì)很大，這時(shí)應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡(jiǎn)單的模具，以降低 成本。 現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少是三項(xiàng)重要因素，尤其是模具對(duì)實(shí)現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。高效的全自動(dòng)設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對(duì)模具也提出了越來(lái)越高的要求。因此促進(jìn)模具的不斷向前發(fā)展 20 世紀(jì) 80 年代開(kāi)始，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來(lái)，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門(mén)，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè) 的產(chǎn)值。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來(lái)，每年都以 15％的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開(kāi)展了模具技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是第一章 緒論 2 使我國(guó)成為世界超級(jí)制造大國(guó)的重要原因。今后，我國(guó)要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國(guó)，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國(guó)。 中國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) 48（約 122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具， 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。 盡管我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年仍需進(jìn)口 10 多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的距離。 （ 1） 注重開(kāi)發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國(guó)轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來(lái)越高，模具也將日趨大型化和精密化。 （ 2） 加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。 （ 3） 推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù)；模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具技術(shù)發(fā) 展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。 （ 4） 重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。 第二章 塑件的工藝分析 3 第二章 塑件的工藝分析 分析塑件使用材料的種類及工藝特征 該塑件材料選用 ABS（丙烯腈 — 丁二烯 — 苯乙烯共聚物）。 用途：汽車配件（儀表板、工具艙門(mén)、車輪蓋、反光鏡盒等）， 收音機(jī)殼，電話手柄、大強(qiáng)度工具（吸塵器，頭發(fā)烘干機(jī)，攪拌器，割草機(jī)等），打字機(jī)鍵盤(pán)，娛樂(lè)用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪橇車等。 比重 : 克 /立方厘米 燃燒鑒別方法：連續(xù)燃燒、藍(lán)底黃火焰、黑煙、淺金盞草味 溶劑實(shí)驗(yàn)：環(huán)已酮可軟化，芳香溶劑無(wú)作用 特點(diǎn)： 綜合性能較好 ,沖擊強(qiáng)度較高 ,化學(xué)穩(wěn)定性 ,電性能良好 . 與 372 有機(jī)玻璃的熔接性良好 ,制成雙色塑件 ,且可表面鍍鉻 ,噴漆處理 . 有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別。 流動(dòng)性比 HIPS 差一點(diǎn)， 比 PMMA、 PC等好，柔韌性好。 用途：適于制作一般機(jī)械零件 ,減磨耐磨零件 ,傳動(dòng)零件和電訊零件 . 同 PVC（聚氯乙烯）一樣在屈折處會(huì)出現(xiàn)白化現(xiàn)象。 成型特性： ,流動(dòng)性中等 ,吸濕大 ,必須充分干燥 ,表面要求光澤的塑件須長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥 8090度 ,3 小時(shí) . ,高模溫 ,但料溫過(guò)高易分解 (分解溫度為 270 度 ).對(duì)精度較高的塑件 ,模溫宜取 5060度 ,對(duì)高光澤 .耐熱塑件 ,模溫宜取 6080 度 . 如需解決夾水紋，需提高材料的流動(dòng)性，采取高料溫、高 模溫，或者改變第二章 塑件的工藝分析 4 入水位等方法。 如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料，生產(chǎn) 37 天后模具表面會(huì)殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理，同時(shí)模具表面需增加排氣位置。 ABS樹(shù)脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將 PS， SAN， BS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。 ABS 是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物， A 代表丙烯腈， B代表丁二烯， S 代表苯乙烯。 ABS 工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無(wú)毒、無(wú)味，兼有韌、硬、剛的特性，燃燒緩慢，火焰呈黃色，有黑 煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無(wú)熔融滴落現(xiàn)象。 ABS 工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性，散熱性（現(xiàn)在 ABS 工程塑料的工藝已經(jīng)很成熟了，筆記本電腦只要內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，同樣可以有出色的散熱效果。 ) 成型加工和機(jī)械加工較好。 ABS 樹(shù)脂耐水、無(wú)機(jī)鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。 ABS工程塑料的缺點(diǎn)：熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。 ABS 有良好的耐化學(xué)腐蝕及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。 ABS 無(wú)毒、無(wú)味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為 ~179。ABS 有良好的機(jī)械強(qiáng)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(wú)機(jī)鹽、堿和酸類對(duì) ABS幾乎無(wú)影響。 ABS 不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹。 ABS 有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過(guò)調(diào)色可配成任何顏色。 ABS 的缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為 70186。C左右，熱變形溫度為 93186。C左右，且耐氣候性差，在紫外線作用下易發(fā)脆。 ABS在升溫時(shí)粘度增高， 所以成型壓力高，故塑件上的脫模斜度宜稍大； ABS 易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理； ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響極小。 ABS 主要技術(shù)指標(biāo)： 第二章 塑件的工藝分析 5 表 11 熱物理性能 密度 (g/ cm179。) —1． 05 比熱容(J kg1K1) 1255— 1674 導(dǎo)熱系數(shù) (W m1 K1102) — 線膨脹系數(shù) (105K1) — 滯流溫度 (176。 C) 130 表 12 力學(xué)性能 屈服強(qiáng)度（ MPa） 50 抗拉強(qiáng)度 (MPa) 38 斷裂伸長(zhǎng)率 (﹪ ) 35 拉伸彈性模量 (GPa) 抗彎強(qiáng)度 (MPa) 80 彎曲彈性模量 (GPa) 抗壓強(qiáng)度 (MPa) 53 抗剪強(qiáng)度 (MPa) 24 沖擊韌度 (簡(jiǎn)支梁式 ) 無(wú)缺口 261 布氏硬度 121 缺 口 11 表 13 電氣性能 表面電阻率（ Ω ） 1013 體積電阻率（ Ω m） 1014 擊穿電壓（ KV/mm） \ 介電常數(shù)（ 106Hz） 介電損耗角正切（ 106Hz） 耐電弧性 (s) 50— 85 第二章 塑件的工藝分析 6 雨傘手柄的形狀較簡(jiǎn)單，其內(nèi)側(cè)有凸凹臺(tái)及加強(qiáng)肋。雨傘手柄的注塑材料首先選用ABS，雨傘手柄的中心決定了它的重心位置的所在。所以我們必須很好的處理它壁厚的均勻，譬如在注塑成型過(guò)程中因?yàn)楸诤竦牟痪鶆蛟斐闪耸湛s率的不一致，這樣就只能通過(guò)有效的控制模具溫度來(lái)