【文章內(nèi)容簡介】 脆，抗沖擊強度差，化學(xué)穩(wěn)定性教好 成型性能好，成型前 需 干燥，注射時應(yīng)防止溢料，制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，易開裂 因流動性好，適宜用點澆口 或側(cè)澆口 ，但因熱膨脹大，塑件中 不宜有嵌件 小于 70℃ 應(yīng)用廣泛 ， 如電器外殼、汽車儀表盤、日用品等 有機玻璃（非結(jié)晶型） 透光率最好，質(zhì)輕堅韌，電氣絕緣性好 /但表面硬度不高，質(zhì)脆易開裂，化學(xué)穩(wěn)定性較好，但不耐無機酸，易溶于有機溶劑 流動性差，易產(chǎn)生流痕，縮孔，易分解，透明性好，成型前要 干燥，注射時速度不能太高 合理設(shè)計澆注系統(tǒng)，便于充型，脫模斜度盡可能大，嚴(yán)格控制料溫與模溫，以防分解 。收縮率取 ℅ 小于 80℃ 透明制品，如窗玻璃，光學(xué)鏡片，燈罩等 聚碳酸酯（非結(jié)晶型） 透光率較高，介電性能好，吸水性小，力學(xué)性能好，抗沖擊，抗蠕變性能突出，但耐磨性差，不耐堿，酮，酯 耐寒性好，熔融溫度高，黏性大，成型前需干燥，易產(chǎn)生殘余應(yīng)力，甚至裂紋，質(zhì)硬，易損模具，使用性能好 盡可能使用直接澆口，減小流動阻力，塑料要干燥，不宜采用金屬嵌件，脫模斜度 〉 2? 小于 130℃脆化溫度為 — 100℃ 在機械 上做齒輪，凸輪，蝸輪，滑輪等，電機電子產(chǎn)品零件，光學(xué)零件等 本遙控器外觀顏色為白色，精度等級一般（ 4 級精度），尺寸未注公差取 5 級精度。制品底面平整，尺寸大小適中。 宜 采用 ABS 塑料， ABS材料是線型結(jié)構(gòu)，非結(jié)晶型， ABS 材料常用于電器外殼、汽車儀表盤、日用品等。 ABS 是由丙烯腈 丁二烯 苯乙烯組成。 ABS 是三元共聚物，山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 因此兼有三種元素的共同性能，使其具有“堅韌、質(zhì)硬、剛性”的材料ABS 樹脂具有較高沖擊韌性和力學(xué)強度，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性及電性能良好，易于成形和機械加工等特點。此外，表面還可鍍鉻，成為塑 料涂金屬的一種常用材料。另外， ABS 與有機玻璃熔接性良好，用于制造雙色成形塑件。表 為 ABS 主要性能指標(biāo) [5]。 表 ABS的性能指標(biāo) 密度 /gcm3 屈服強度 /Mpa 50 比體積 /cm3g1 ～ 拉伸強度 /Mpa 38 吸水率（ %） ～ 拉伸彈性模量 /Mpa 103 熔點 /。 C 130～ 160 拉彎強度 /Mpa 80 計算收縮率（ %） ～ 抗壓強度 /Mpa 53 容 /J （ kg C） 1470 彎曲彈性模量 /Mpa 103 零件結(jié)構(gòu)分析 收縮率 ABS 的收縮率為 %～ %，在設(shè)計本產(chǎn)品時，結(jié)合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝特點和材料的特性，在本設(shè)計中，零件的收縮率為 %。 零件壁厚 本產(chǎn)品的壁厚設(shè)置為 ，是 通過實際測量， 根據(jù)零件的工作要求、擺放位置和 ABS 的化學(xué)和流動特性確定的。 零件圓角 塑件在面與面之間都設(shè)計了圓角過渡，這樣不僅可以避免塑件尖角處的應(yīng)力集中，提高塑件強 度，而且可以改善物料的流動狀態(tài)，降低充模山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 阻力，便于充模 。 拔模斜度 根據(jù)產(chǎn)品的外型，結(jié)合產(chǎn)品的工作條件、工藝特點，為提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和表面質(zhì)量，脫模斜度設(shè)置為 3o 。 零件體積及質(zhì)量估算 注射量的計算 借助于 Pro/E 軟件，直接測量出： 單個塑件的體積： V= ； 單個塑件的質(zhì)量： M=ρ V= = ； 其中 ρ 的值根據(jù)材料的性質(zhì)，取 g/cm3 。 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)凝料按一個塑件體積的 60%進行估算，則凝料體積V凝 = 60%= 。 四個塑件和澆注系統(tǒng)凝料 總體積 V總 = 4+= 總質(zhì)量 M總 =ρ V總 = = 。 初選注射機的型號和規(guī)格 注射機按照合模裝置和注射裝置的相對位置進行分類可分為 :臥式注塑機、立式注塑機、角式注塑機。 注塑機的主要參數(shù)有公稱注射量、注射壓力、注射速度、塑化能力、鎖模力、合模裝置的基本尺寸、開合模速度、空循環(huán)時間等。這些參數(shù)是山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 設(shè)計、制造、購買和使用注塑機的主要依據(jù)： (1)公稱注塑量 指在對空注射的情況下，注射 螺桿或柱塞做一次最大注射行程時，注射裝置所能達到的最大注射量，反映了注塑機的加工能力。 (2)注射壓力 為了克服熔料流經(jīng)噴嘴，澆道和型腔時的流動阻力，螺桿 (或柱塞 )對熔料必須施加足夠的壓力 ,我們將這種壓力稱為注射壓力。 (3)注射速率 為了使熔料及時充滿型腔，除了必須有足夠的注射壓力外，熔料還必須有一定的流動速率，描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時間或注射速度。 (4)塑化能力 是塑化裝置在單位時間內(nèi)所能塑化的物料量。 (5)鎖模力 是合模機構(gòu)施與模具上的最大夾緊力。鎖模力的作 用是與注射時模腔熔體的壓力相平衡，保證在注射及保壓操作時模具不被撐開。 設(shè)計模具時，應(yīng)使成型塑件每次所需注射總量小于注射機的最大注射量，通常，要求注射成型時的總重量應(yīng)是注射機最大注射量的 80%以下。 根據(jù)計算得出的一次模具型腔的塑料總質(zhì)量 cmV ?總 ，則有： 33 3 1 2 ??總 。根據(jù)以上的計算，初步選定公稱注射量為 125 3cm ，注射機型號為 XS125/630 臥式注射機，主要技術(shù)參數(shù)見表 。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 表 XS125/630 注射機技術(shù)參數(shù) [6] 注 射 裝 置 螺桿直徑 /mm 40 螺桿轉(zhuǎn)速 /（ r 1min? ） 10～ 140 理論注射容量 /cm3 125 注射壓力 /Mpa 150 注射速率 /（ ） 110 塑化能力 /（ gs） 45 鎖 模 裝 置 鎖模力 /KN 630 拉桿間距 (H V)/（ mmmm） 260 360 模板行程 /mm 360 模具小厚度 /mm 200 模具最大厚度 /mm 300 定位孔直徑 /mm 100 噴嘴伸出量 /mm 50 噴嘴球半徑 /mm 12 噴嘴口孔徑 /mm ￠ 4 模板尺寸 /mm 300440 確定空調(diào)遙控器外殼注塑工藝參數(shù) 查《實用模具技術(shù)手冊》，確定 ABS 塑料的注射工藝參數(shù)如下 : 注射機類型：螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速： 30～ 60r/min 噴嘴形式：直通式 噴嘴溫度： 180～ 190 ℃ 料桶前端溫度： 200～ 210 ℃ 料桶 中段溫度： 210～ 230 ℃ 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 料桶后段溫度： 180～ 200 ℃ 模具溫度： 50～ 70 ℃ 注射壓力： 70～ 90MPa 保壓力： 50～ 70MPa 注射時間： 3～ 5s 保壓時間： 15～ 30s 冷卻時間： 15～ 30s 成型周期： 40～ 70s 以上參數(shù)在試模時可以做適當(dāng)調(diào)整。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 3 空調(diào)遙控器外殼注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 塑件在模具中的位置 塑件在成型模具中的位置，是由模具的分型面決定的。在注射模具的設(shè)計中，必須根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、形狀，首先確定成型時塑件在模具中的位置，亦即確定分型面，再根據(jù)成型塑料的性能特點、塑件的生產(chǎn)批量，確定一模中成型件數(shù)、澆口形式等。 分型面設(shè)計 模具上用以取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面稱為分型面。分型面的形式 ：平直分型面、傾斜分型面、階梯分型面、曲面分型面及瓣合分型面。一副模具至少有一個分型面，有的有多個分型面。單分型面注塑模式注塑模具 中最簡單、應(yīng)用最普及的一種模具，它以分型 面為界將整個模具分為動模和定模兩部分。一部分型腔在動模，一部分型腔在定模。主流道在定模，分流道開設(shè)在分型面上。開模后，制品和流道留在動模，制品和澆注系統(tǒng)凝料從同一分型面內(nèi)取出，動模部分設(shè)有推出系統(tǒng)，開模后將制品推離模具。 選擇分型面的基本原則是：分型面應(yīng)選擇在塑件斷面輪廓最大的位置，以便順利脫模。同時在選擇分型面時考慮以下因素： (1) 盡可能使制品留在動模的一側(cè)。 (2) 盡可能滿足制品的使用要求。 (3) 盡可能減小制品在合模方向上的投影面積，以減小所需的鎖模力。 (4) 不應(yīng) 影響制品尺寸的精度和外觀。 (5) 盡量簡單 ,避免采用復(fù)雜形狀 ,使模具制造容易。 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 (6) 不妨礙制品脫模和抽芯。 (7) 有利于澆注系統(tǒng)的合理設(shè)置。 (8) 盡可能與料流的末端重合 ,有利于排氣。 根據(jù)上述原則因素，結(jié)合塑件的各方面因素，空調(diào)遙控器 外殼注塑模具的分型面選擇平直分型面，并且只需要一個，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，加工方便?？照{(diào)遙控器外殼的分型面形狀及位置如圖 所示 圖 空調(diào)遙控器外殼分型面形狀及位置 型腔布置 型腔布置包 括兩方面的內(nèi)容，即模具型腔的數(shù)目和各型腔在模具中的排列。 為了是模具與注塑機的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和積極性，并保證模具的精度，模具設(shè)計時應(yīng)該要確定模具型腔的數(shù)目。 模具型腔的數(shù)量通常是客戶或產(chǎn)品工程部根據(jù)產(chǎn)品的批量，塑料制品的精度，塑料制品的大小，用料以及顏色的來確定的，型腔數(shù)量越多，制品的精度越低，經(jīng)濟性越差，成型工藝越復(fù)雜，并且保養(yǎng)和維修越困難，故障發(fā)生率越高。確定型腔數(shù)量的方法有：根據(jù)鎖緊力確定，根據(jù)最大注塑量確定，根據(jù)塑件精度和經(jīng)濟性確定。其中主要有兩大方法： 一是按技術(shù)參數(shù)確定型腔數(shù)目，二是按 經(jīng)濟性來確定型腔數(shù)目?？筛鶕?jù)注射機的最大注射量確定型腔山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 數(shù) n，根據(jù)公式 12m mKm Nn ?? 式（ ）得： 式中 K—注射機的最大注射量的得用系數(shù)，一般取 ； M N—注射機允許的最大注射量； m 2—澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量或體積（ g 或 cm179。）； m 1—單個塑件的質(zhì)量或體積（ g 或 cm179。）。 所以需要 ????n 本零件主要從精度考慮，該零件尺寸中等，為大批大量生產(chǎn)，可采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時考慮 到塑件尺寸的大小關(guān)系，以及制造費用和各種成本費等因素，初步確定一模四腔， 即一次注射成型四個塑料制件，采用 H 形布局，其優(yōu)點是型腔排列平衡，分流道設(shè)計 簡單。布置方案如下圖 。 圖 空調(diào)遙控器型腔的布局圖 成型零部件設(shè)計 注射模的成型零部件是指構(gòu)成模具型腔的零件，通常包括型腔（凹模）、型芯（凸模），以及各種成型桿和 成型鑲件。按功能劃分，成型零部山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 件可分為安裝部分和工作部分。安裝部分起安裝和固定成型零件的作用；工作部分與塑料直接接觸，用來成型塑件。 適合于 ABS 材料成型的鋼材有 40Cr，供貨硬度為 40HRC，易于切削加工。而后在真空環(huán)境下經(jīng) 500℃～ 550℃處理，鋼材析出復(fù)合合金化合物，使鋼材硬度具有 HRC40～ 45 的硬度，耐磨性好且變形小。由于材質(zhì)純凈，可做鏡面拋光，并能光腐蝕精細圖案，有較好的電加工及抗銹蝕性能。 故這里選取 40Cr 作為成型零件材料。 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模也稱為型腔，按結(jié)構(gòu)不同可分為整體式 、整體嵌入式、局部鑲拼式和四壁拼合式四種類型。根據(jù)本塑件的結(jié)構(gòu)特點，本課題采用整體式凹模，這種成型處塑件的質(zhì)量較好，模具強度不高，不易變形。圖 為模具的凹模。 圖 凹模 凸模和成型桿的設(shè)計 凸模又稱型芯，是用以成型塑件內(nèi)表面的零部件。成型桿是指能形成山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 塑件孔、槽的小型芯。 通?？梢苑譃檎w式和組合式兩種類型。通過對塑件的結(jié)構(gòu)分析可知，該塑件需要一個成型零件內(nèi)表面的大型心，因塑件抱緊力較大，所以設(shè)在動模部分，同時有利于簡化模具結(jié)構(gòu)。凸 模結(jié)構(gòu)如圖 所示。 圖 凸模結(jié)構(gòu)如圖 成型零件工作尺寸的計算 塑件尺寸能否達到圖紙尺寸的要求，與型腔、型芯的工作尺寸的計算有很大的關(guān)系。 成型零件中與塑料熔體接觸并決定制品幾何形狀的尺寸稱為工作尺寸。它包括型腔尺寸、型芯尺寸、和中心距尺寸。其中型腔尺寸可分為深度尺寸和徑向尺寸，型芯尺寸可分為高度尺寸和徑向尺寸。型腔尺寸屬于包容尺寸，當(dāng)型腔與塑料熔體或制品制件產(chǎn)生摩擦磨損后，該類尺寸具有增大的趨勢。型芯尺寸屬于被包