【正文】 第一章 緒論 1 第一章 緒論 模具在加工工業(yè)中的地位 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、自動化操作簡便；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、進澆口和排氣槽位置 以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內(nèi)應力大小、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，在加工過程中，模具結(jié)構(gòu)對操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時，應盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機構(gòu)，在全自動生產(chǎn)時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當批量不大時，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡單的模具，以降低 成本。 現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少是三項重要因素，尤其是模具對實現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設計起著重要的作用。高效的全自動設備也只有裝上能自動化生產(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，對模具也提出了越來越高的要求。因此促進模具的不斷向前發(fā)展 我國模具技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 20 世紀 80 年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機床工業(yè) 的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以 15％的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術發(fā)展。加大了用于技術進步的投入力度，將技術進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多科研機構(gòu)和大專院校也開展了模具技術的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是第一章 緒論 2 使我國成為世界超級制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強國。 中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個多世紀，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， 大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技術，模具的電加工和數(shù)控加工技術，快速成型與快速制模技術，新型模具材料等方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設計制造周期等方面作出了貢獻。 盡管我國模具工業(yè)有了長足的進步，部分模具已達到國際先進水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進口 10 多億美元的各類大型，精密，復雜模具。與發(fā)達國家的模具工業(yè)相比，在模具技術上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應在以下幾方面進行不斷的技術創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離。 （ 1） 注重開發(fā)大型，精密，復雜模具；隨著我國轎車，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越高，模具也將日趨大型化和精密化。 （ 2） 加強模具標準件的應用；使用模具標準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，模具標準件的應用必將日漸廣泛。 （ 3） 推廣 CAD/CAM/CAE 技術；模具 CAD/CAM/CAE 技術是模具技術發(fā) 展的一個重要里程碑。實踐證明，模具 CAD/CAM/CAE 技術是模具設計制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設計制造水平。 （ 4） 重視快速模具制造技術，縮短模具制造周期；隨著先進制造技術的不斷出現(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，高速銑削加工技術，以及自動研磨拋光技術將在模具制造中獲得更為廣泛的應用。 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、車輪蓋、反光鏡盒等）， 收音機殼，電話手柄、大強度工具（吸塵器，頭發(fā)烘干機，攪拌器，割草機等），打字機鍵盤，娛樂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、藍底黃火焰、黑煙、淺金盞草味 溶劑實驗：環(huán)已酮可軟化，芳香溶劑無作用 特點： 綜合性能較好 ,沖擊強度較高 ,化學穩(wěn)定性 ,電性能良好 . 與 372 有機玻璃的熔接性良好 ,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、透明等級別。 流動性比 HIPS 差一點， 比 PMMA、 PC等好，柔韌性好。 用途：適于制作一般機械零件 ,減磨耐磨零件 ,傳動零件和電訊零件 . 同 PVC（聚氯乙烯）一樣在屈折處會出現(xiàn)白化現(xiàn)象。 成型特性： ,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 . 如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，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。 如成形耐熱級或阻燃級材料，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。 ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大，應用最廣泛的聚合物，它將 PS， SAN， BS的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學性能。 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、無毒、無味，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，有極好的沖擊強度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學藥品性、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)設計合理，同樣可以有出色的散熱效果。 ) 成型加工和機械加工較好。 ABS 樹脂耐水、無機鹽、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：熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。 ABS 有良好的耐化學腐蝕及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。 ABS 無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為 ~179。ABS 有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對 ABS幾乎無影響。 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。 ABS 有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易與成型加工，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。 ABS 的缺點是耐熱性不高，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，成型加工前應進行干燥處理； ABS易產(chǎn)生熔接痕，模具設計時應注意盡量少澆注系統(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極小。 ABS 主要技術指標： 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 力學性能 屈服強度（ MPa） 50 抗拉強度 (MPa) 38 斷裂伸長率 (﹪ ) 35 拉伸彈性模量 (GPa) 抗彎強度 (MPa) 80 彎曲彈性模量 (GPa) 抗壓強度 (MPa) 53 抗剪強度 (MPa) 24 沖擊韌度 (簡支梁式 ) 無缺口 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 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 雨傘手柄的形狀較簡單，其內(nèi)側(cè)有凸凹臺及加強肋。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，譬如在注塑成型過程中因為壁厚的不均勻