【正文】 為是電性能較優(yōu)的絕緣材料，特別是因其耐熱性優(yōu)于聚烯烴，可在較寬溫度范圍保持良好的電性能。 ABS具有較小的成型收縮率，收縮率變化最大范圍約為 %~%，在多數(shù)情況下，其變化小于該范圍。 目前，國(guó)內(nèi)在電器產(chǎn)品外觀零件設(shè)計(jì)制造方面的研究還處于初級(jí)階段，與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距很大。另外系統(tǒng)還能計(jì)算出實(shí)體的表面積、體積、重量、慣性距、重心等。 多年來(lái)，我國(guó)對(duì)注射模設(shè)計(jì)制造技術(shù)及其 CAD的開(kāi)發(fā)應(yīng)用十分重視，在“八 五”期間，這方面安排了“大型薄壁深腔注射模具制造技術(shù)”、“多型腔小模數(shù)齒輪精密模具制造技術(shù)”和“實(shí)用 CAD/CAM技術(shù)在精密注射模制造中的應(yīng)用”等國(guó)家重點(diǎn)企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，還安排了國(guó)家“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“塑料注射模 CAD/CAM/CAE集成系統(tǒng)研究”。我國(guó)模具總量雖然已位居日、美、德之后，但設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多，也要比英國(guó)、加拿大、西班牙、葡萄牙、韓國(guó)、新加坡等有差距。 1 我國(guó)模具工業(yè)的概況 我國(guó)模具工業(yè) 近年來(lái)發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)， 2021年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有 2萬(wàn)多家，從業(yè)人員約 50 多萬(wàn)人， 2021年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿， 2021年模具產(chǎn)值 530 億元。近年來(lái)，我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的塑料模 CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開(kāi)發(fā)的 CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的注塑模 CAE軟件等，這些軟件 具有適應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格較低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具 CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。像我們熟知的 CIMATRON公司不但在 塑料 模具的 CAD/ CAM 軟件上在中國(guó)保持其市場(chǎng)占有率并且在擴(kuò)大，而且在 沖壓模 具、多成份 橡膠 制鞋模具等領(lǐng)域開(kāi)拓，也將大顯身手；開(kāi)發(fā) FUTABA、 LKM、 MISUMI 標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)庫(kù)的工作也已提上日程。由于模具生產(chǎn)要采用一系列高新技術(shù)，如CAD/CAE/CAM/CAPP 等技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、激光技術(shù)、逆向工程和并行工程、快速成型技術(shù)及敏捷制造技術(shù)、高速加工及超精加工技術(shù)等等，因此，模具工業(yè)已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要組成部分，有人說(shuō)，現(xiàn)代模具是高技 術(shù)背景下的工藝密集型工業(yè)。從另一個(gè)角度上看，模具是人性化、時(shí)代化、個(gè)性化、創(chuàng)造性的產(chǎn)品。在大型模具方面已能生產(chǎn) 48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、 套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑 封模具。 中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)項(xiàng)目 5 5 在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用 CAD/CAM/CAE技術(shù)。 近年來(lái)， 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品； 塑料 模和 壓鑄 模比例增大；專業(yè)模具 廠數(shù)量增加，能力提高較快； 三資 及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。 70年代己開(kāi)始應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)熔融塑料在圓盤(pán)形、管形和長(zhǎng)方形型腔內(nèi)的流動(dòng)情況進(jìn)行分析。該系統(tǒng)采用特征造型技術(shù)構(gòu)造產(chǎn)品模型，使形狀特征表達(dá)與工藝信息描述統(tǒng)一，并利用特征反轉(zhuǎn)映射實(shí)現(xiàn)了型腔模型的快速生成。本文在對(duì)塑件進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，確定并優(yōu)化了工藝方案。 中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)項(xiàng)目 9 9 第二章 鼠標(biāo) 下 蓋設(shè)計(jì)及其成型工藝分析 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)依據(jù)用途清單 最大幾何尺寸： 118 60mm 環(huán)境：室內(nèi)，使用溫度范圍 0℃ ~40℃ 無(wú)化學(xué)品接觸 抗沖擊要求：限定量從 ， 0℃ 下摔下外殼不出現(xiàn)裂縫或者開(kāi)裂特征，不允許內(nèi)部件曝露 剛性要求：在 2Kg負(fù)荷下無(wú)變形 電氣性能：電絕緣性好 外觀要求：部件美觀，外部光潔性好 使用壽命： 5 年 根據(jù)上述使用要求可歸納產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求為制品材料需要具有一定的抗沖擊性并且由于是電子產(chǎn)品的外殼要有良好的電絕緣性，隨著數(shù)碼產(chǎn)品的大 量普及價(jià)格也不斷下跌要求生產(chǎn)自動(dòng)化程度高，成型周期短 生產(chǎn)自動(dòng)化程度高 、 成型周期短，且要求尺寸精度高，有較好電絕緣性。聚苯乙烯較輕，密度在 ~ 之間。） 65~98 65~90 132~138 模具溫度 60~80 40~60 85~120 噴嘴溫度 180~190 160~170 250~300 中段溫度 180~230 170~190 270~320 后段溫度 150~170 140~160 250~270 注射壓力 60~100 60~100 50~110 塑化形式 螺桿式柱塞式 螺桿式柱塞式 螺桿式柱塞式 拉伸強(qiáng)度 33~49 35~63 60~66 中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)項(xiàng)目 13 13 拉伸彈性模量 ~ 彎曲強(qiáng)度 80 61~98 105~113 彎曲彈性模量 壓縮強(qiáng)度 18~39 80~112 85 缺口沖擊強(qiáng)度 11~20 ~ 不斷 硬 度 R62~86 洛氏 M65~80 體積電阻率 1016 1017~1019 1015 介電常數(shù) ~ 106 Hz≥ 擊穿電壓 19~27 20~30 外 觀 淺象牙色或白色不透明 無(wú)色透明、摔打音清脆 透明微黃 特 點(diǎn) 耐熱、表面硬度高、尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)及電性能好，易成型加工，可鍍鉻 耐水、耐化學(xué)品、絕緣性好、不耐沖擊不耐溫 透明度高、硬而韌、高抗沖、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)電絕緣性和耐熱性好、耐開(kāi)裂耐藥品性差 材料最終選定為 ABS,其綜合性能優(yōu)異， 具有較高的力學(xué)性能，流動(dòng)性好，易于成型；成型收縮率小，理論計(jì)算收縮率為 0． 5％ ；溢料值為 0． 04 mm；比熱容較低，在模具中凝固較快，模塑周期短。并且鼠標(biāo)殼為薄壁制件，要保證有足夠高的注射速度，否則難以充滿。 為避免前端冷料進(jìn)入分流道和型腔而造成成型缺陷，主流道的對(duì)面設(shè)冷料井，對(duì)于臥式注塑機(jī)冷料井設(shè)在與主流道末端相對(duì)的動(dòng)模上，在脫模時(shí)制件的活動(dòng)方向不受限制所以采用底部帶 Z型頭拉料桿的冷料井。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦。 脫模動(dòng)作由注塑機(jī)液壓系統(tǒng)來(lái)完成，有利于提高生產(chǎn)效率。激勵(lì)我克服困難，廣泛涉獵新思想、新理論，不斷地探求新的科學(xué)發(fā)展。而型腔和型芯用 50 號(hào)鋼以改善表面拋光性能和耐磨性能 [5]。 塑料模具力學(xué)設(shè)計(jì) 型腔近似橢圓形，按組合式圓形型腔計(jì)算公式計(jì)算 [11] 剛度計(jì)算 ： 中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)項(xiàng)目 22 22 型腔投影面積為 5600m2,r 取 60mm,[σ ]=160MPa，允許變形量δ取 ， u 為泊淞比取 ，型腔壓力 p 取 50 MPa, 計(jì)算得 t= 強(qiáng)度計(jì)算： t=r [σ /(σ 2p)189。剪切速率是影響 ABS熔體粘度的最主要因素，而粘度又直接影響熔體在模腔內(nèi)的流動(dòng)速率。為防止模具分型面被漲模力頂開(kāi)，必須對(duì)模具施加足夠的鎖模力，否則在分型面處會(huì)產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，因此模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使注射機(jī)的額定鎖模力大于漲模力。 注射壓力 ABS熔融的粘 度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，在注射時(shí)要采用較高的注射壓力 .但并非所有 ABS制件都要施用高壓，考慮到本制件小型、構(gòu)造不算非常復(fù)雜、厚度中等可以用較低的注射壓力。在工程塑料中，他的耐熱性優(yōu)于聚甲醛、脂肪族聚酰胺和 PBT,與 PET相當(dāng)，但遜于其他工程塑料。在 80~90℃下干燥 2~3h,可以滿足各種成型要求。如臺(tái)灣的羅技公司，其鼠標(biāo)產(chǎn)品外形美觀，設(shè)計(jì)人性化，使用壽命長(zhǎng)。生成的模型直觀，立體感強(qiáng)，可以在任何角度進(jìn)行觀察。同時(shí)，某些高等學(xué)校和科研院所也開(kāi)始了注塑模 CAD系統(tǒng)的研制與開(kāi)發(fā)工作。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)較為集中的省份是廣東和浙江。近十多年來(lái)，注塑模 CAD技術(shù)在不斷進(jìn)行理論和試驗(yàn)研究的同時(shí)，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些商品軟件逐步推出，并在推廣和實(shí)際應(yīng)用中不斷改進(jìn)、 提高和改善。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國(guó)模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了 CAD/CAM的集成，并能支持 CAE技術(shù)對(duì)成型過(guò)程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動(dòng)了我國(guó)模具 CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。模具的 CAD/CAE/CAM 技術(shù)日新月異，重要的工作是后續(xù)對(duì)人員的培訓(xùn)和對(duì)于引進(jìn)的軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。它作為重要的生產(chǎn)裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務(wù)的同時(shí)，也直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù)。更重要的是模具發(fā)展了，使用模具的產(chǎn)業(yè)其產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力也提高了。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺(tái)北極星 VCD和 DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國(guó)外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線齒形要求。 推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。 2021 年模具行業(yè)還顯現(xiàn)另外兩個(gè)特點(diǎn)，一是各地政府對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展進(jìn)一步關(guān)注。 80年代初，人們成功地采用有限元法分析三維型腔內(nèi)塑料熔體的流動(dòng)過(guò)程，使設(shè)計(jì)人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)，在模具制造前對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和修改，以減少 試模時(shí)間，提高模具質(zhì)量。 上海交 通大學(xué)從 1983年開(kāi)始，對(duì)注射模 CAD進(jìn)行了多方面的研究。具體內(nèi)容如下： (1)對(duì)塑件成型工藝性進(jìn)行分析，對(duì)可能的工藝方案進(jìn)行比較分析，初步得出可能的工藝方案以及其可行的條件。 制品結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計(jì) 用 cad 軟件進(jìn)行鼠標(biāo) 下蓋 的 二維造型 ， 繪制了兩個(gè)視圖，有詳細(xì)的尺寸標(biāo)注，很好的把制品大致形狀表達(dá)出來(lái)。 聚苯乙烯在熱塑性塑料中屬于典型的硬而脆 塑料，拉伸、彎曲等常規(guī)力學(xué)性能皆高于聚烯烴，拉伸時(shí)無(wú)屈服現(xiàn)象。制件尺寸穩(wěn)定，表面光亮。 模具溫度 ABS的成型溫度相對(duì)較高，模具溫度也相對(duì)較高。 ．分流道 模具采用一模 四 腔對(duì)稱布置，型腔數(shù)過(guò)多影響制品精度，而型腔數(shù)過(guò)少生產(chǎn)效率太低不能達(dá)到使用要求，故采用一模 四 腔。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀 ，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。推出位置設(shè)在脫模阻力較大的六處地方，推桿端面加工為與凸模曲面近似的斜面，有利于保持塑件壁厚一致，且端面等于或高于型芯 ~，否則會(huì)影響外觀和使用，推桿直徑 5~6mm,推桿和推桿固定板采用軸肩 連接，在推桿固定板上同時(shí)安裝四根復(fù)位桿和四根導(dǎo)柱起復(fù)位和導(dǎo)向作用。同時(shí)，也讓我懂得如何去踏踏實(shí)實(shí)地工作、勤勤懇懇地做人。高碳工具鋼、低合 金工具鋼經(jīng)過(guò)熱處理后具有較高的強(qiáng)度和耐磨性，用于成型零件。=177。鼠標(biāo) 下蓋 制品壁厚較小流程相對(duì)過(guò)長(zhǎng)不利于熔體充滿整個(gè)型腔，對(duì)成型不利。為了提高制件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定，表面光澤、色調(diào)的均勻，選定注射量為標(biāo)定注射量的 50％ [7] V=n Vz+Vj ≥ n Vz+Vj V— 一個(gè)成型周期內(nèi)所需要注射的塑料容積 cm3 n— 型腔數(shù) Vz— 單個(gè)塑件容量 cm3 Vj— 澆注系統(tǒng) .凝料和飛邊所需的塑料的容積 cm3 Vg— 注射機(jī)的額定注射量 預(yù)計(jì)單個(gè)塑件體積 Vz=3cm3，預(yù)計(jì)澆注系統(tǒng)和飛邊體積為 2cm3 V=2 3+2= cm3 ≤ n Vz+Vj Vg≥ 16 cm3 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中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)項(xiàng)目 16 16 力為 80 MPa[8] 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)在分形面上的投影面積與型腔壓力之積 [22]。 ： 表 : ABS工藝參數(shù)表 工藝參數(shù) 通用型 ABS 料桶后部溫度 180~200 料桶中部溫度 210~230 料桶前部溫度 200~210 噴嘴溫度 /℃ 180~190 模具溫度 /℃ 50~70 ABS塑料非牛頓性較強(qiáng)，在熔化過(guò)程溫度升高時(shí)，其熔融降低很小，但一旦達(dá)到塑化溫度 (適宜加工的溫度范圍，如 220～ 250℃ )，如果繼續(xù)盲目升溫，必將導(dǎo)致耐熱性不太高的 ABS的熱降解反而使熔融粘度增大，注塑更困難，制件的機(jī)械性能也下降 [21]。力學(xué)性能方面缺點(diǎn)是耐疲勞性較差，缺口敏感性較明顯 有良好的耐熱性，玻璃化溫度較高，高于所有的脂肪族聚酰胺，熔融溫度略高于聚酰胺6但低于聚酰胺 66，熱變形溫度和最高連續(xù)使用溫度均高于絕大多數(shù)脂肪族聚酰胺，也高于幾乎所有的熱塑性通用塑料。 ABS 吸濕性稍大于聚苯乙烯，吸水率約在%~%之間，但由于熔體粘度不太高，故對(duì)于要求不高的制品，可以不經(jīng)干燥，但干燥可使制品具有更好的表面光澤并可改善內(nèi)在質(zhì)量。他們的電器產(chǎn)品外觀美觀，讓人賞心