【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具的必不可少的三項(xiàng)重要因素，尤其是塑料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料加工工藝要求、滿足塑料制件的使用要求、降低塑料制件的成本起重要的作用。一副好的注塑模可成型上百萬次，一副優(yōu)良的壓縮模大約能成型 25 萬次 ，這與模具的設(shè)計(jì)、模具材料及模具的制造有著很大的關(guān)系。從塑料模的設(shè)計(jì)、制造及模具的材料等方面考慮，塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可以簡(jiǎn)單地歸納為以下幾個(gè)方面。 為了適應(yīng)大規(guī)模成批生產(chǎn)塑料成型模具和縮短模具制造周期的需要，模具的標(biāo)準(zhǔn)化工作十分重要。 隨著塑料制件的大型化和復(fù)雜化，大型模具若只憑借經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)是行不通的，所以設(shè)計(jì)模具已經(jīng)已逐步向理論設(shè)計(jì)方面發(fā)展，到目前為止，有關(guān)擠出成型的流動(dòng)理論和數(shù)學(xué)模型已經(jīng)基本建立，并且在生產(chǎn)實(shí)際中得到應(yīng)用。有關(guān)注射成型的流動(dòng)理論尚在進(jìn)行探討，注射成型的塑料熔體在一維和二維簡(jiǎn)單型腔中的 沖型流動(dòng)理論和數(shù)學(xué)模型已經(jīng)解決，今后的工作是如何將理論與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合，并進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)塑料熔體在三維型腔中的流動(dòng)行為的研究。 為了滿足各種工業(yè)產(chǎn)品的使用要求，塑料成型技術(shù)正朝著精密化、微型化和超大型化等方面發(fā)展。精密注射成型是能將塑料制件尺寸公差保持在 ～ 之內(nèi)的成型工藝方法。微型化的塑料制件要求在微型設(shè)備上生產(chǎn)。注塑制件的大型化要求有大型、超大型的注塑設(shè)備。 隨著塑料成型技術(shù)的不斷發(fā)展，模具新材料、模具加工新技術(shù)和模具新工藝方面的開發(fā)已成為當(dāng)前模具工業(yè)的主要任務(wù)之一。十多年來 ,國內(nèi)外塑料成型行 業(yè)在改進(jìn)和提高模具設(shè)計(jì)和制造方面投入大量的資金和研究力量 ,取得了許多成果。 （ 1）各種新材料的研制和應(yīng)用 模具材料的選用在模具的設(shè)計(jì)和制造中是一個(gè)較重要的問題，它將直接影響模具加工成本、使用壽命以及塑料成型的質(zhì)量等。 （ 2）模具加工技術(shù)的革新 為了提高加工精度、縮短模具制造周期，塑料模成型零件加工廣泛應(yīng)用仿形加工、電加工、數(shù)控加工及微機(jī)控制加工等加工技術(shù)。 2 塑件的工藝性分析 本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的塑件屬于殼類零件，形狀比較復(fù)雜，而且壁厚很薄，同時(shí)要有較高的表面光潔度，所以該塑件采用 ABS 樹脂。它屬于熱塑性塑料， ABS 樹脂的沖擊強(qiáng)度、抗蠕變性及耐腐蝕性都很好，使用溫度為 40~95℃ 。與金屬及其它塑料相比， ABS 有突出的綜合性能。 第 4 頁 共 44 頁 概述 ABS 英文名稱 :Acetonitrile Butadiene Styrene；是在聚苯乙烯樹脂改性的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工程塑料。它是丙烯腈 (A)、丁二烯 (B)、苯乙烯 (S)三種單體的三元共聚物，具有綜合性的優(yōu)良性能（堅(jiān)固、堅(jiān)韌、堅(jiān)硬），可用乳液接枝法、乳液接枝共混法和本體 —懸浮法制得。可采用注射、擠出、壓延；吹塑、發(fā)泡和真空成形等方法成 形，能機(jī)械加工和表面電鍍。便宜，原料易得，因此發(fā)展很快，是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣的一種工程塑料。 ABS 是微黃色或白色不透明粒料，它無毒，無味。由于三種組分組成的，故它有三種組分的綜合性能，而每一組分又在其中起著固有的作用。丙烯腈可使 ABS 具有較高的強(qiáng)度、硬度、耐熱性及耐化學(xué)腐蝕性；丁二烯可使 ABS 具有彈性和較高的沖擊強(qiáng)度；苯乙烯則可使 ABS 具有質(zhì)硬、堅(jiān)韌、剛性等特性。 ABS 樹脂中的三種組分不是固定不變的，可以根據(jù)需要調(diào)整它們的配比，以獲得所要求的性能。從改進(jìn)聚苯乙烯的性能這一角度來看， ABS 顯著地提高了沖 擊強(qiáng)度和表面硬度，其熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龍等都高，尺寸穩(wěn)定性較好，具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能。此外，它還有很好的成型加工性能以及能與其它塑料和橡膠相混熔的特點(diǎn)。 ABS 塑料的表面可以電鍍。 ABS 樹脂的缺點(diǎn)是耐熱性不高，耐低溫性不好，而且不耐燃，不透明，耐候性不好，特別是耐紫外線性能不好。 由于 ABS 具有上述綜合性能，因而廣泛用來制造電視機(jī)、收音機(jī)的外殼、旋紐、電話機(jī)殼、話筒、把手等。 ABS 的成型特性： (1) ABS 粒料表面極易吸濕，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。為此，成型前必 須進(jìn)行干燥處理。 (2) ABS 的比熱比聚烯烴低，在注射機(jī)料筒中能很快加熱，因而塑化效率高，在模具中凝固也比聚烯烴快，故模塑周期短。 (3) ABS 樹脂表觀粘度強(qiáng)烈地依賴于剪切速率，因此模具設(shè)計(jì)中大都采用 點(diǎn)澆口形式。 (4) ABS 樹脂為非結(jié)晶形高聚物，所以成型收縮率小。 (5) ABS 樹脂的熔融溫度較低，熔融溫度范圍寬，流動(dòng)性好，有利于成型。 表 ABS 的型號(hào)及名稱 型號(hào) 名稱 主要用途 101 102 301 701 中沖擊通用型 ABS 樹脂 高剛性型 ABS 樹脂 高沖擊通用型 ABS 樹脂 超高沖 擊通用型 ABS 樹脂 各種機(jī)殼、部件、 家用電器、燈具等 第 5 頁 共 44 頁 F3 F5 高流動(dòng)型 ABS 樹脂 超高沖擊流動(dòng)型 ABS 樹脂 大型機(jī)殼、箱、桶、容器 及形狀復(fù)雜的制品 E1 E3 E7 高剛性擠出型 ABS 樹脂 高沖擊擠出型 ABS 樹脂 超高沖擊擠出型 ABS 樹脂 各種板材、管材、圓棒、 大型殼體 301M 電鍍型 ABS 樹脂 需要電鍍的殼體、旋紐、 裝飾板等 G8 耐寒型 ABS 樹脂 各種耐高沖擊性及在低溫下使用的部件和制品 V1 V1M 難燃通用型 ABS 樹脂 難燃電鍍型 ABS 樹脂 各種阻燃的部件和 制品 T2 T5 T332 耐熱型 ABS 樹脂 超耐熱型 ABS 樹脂 高耐熱型 ABS 樹脂 耐熱的機(jī)殼，儀表盤等制品 R102 中沖擊通用型 ABS 樹脂 計(jì)算機(jī)及電器部件， 電視機(jī)基座 R103 高中沖擊通用型 ABS 樹脂 儀表殼，電視機(jī)基座和殼體 R104 超高中沖擊通用型 ABS 樹脂 照明器材，電氣器具 物理及化學(xué)性能 ABS 的熔體指數(shù)典型值為 m in10/ ~ ，軟化點(diǎn)為（維卡）典型值為 ~ C0 。 使用工藝 ABS 塑料可用火焰及 ABS 焊條焊接或用 10％的 ABS—甲乙酮溶液粘合。也可進(jìn)行鋸、車、銑等機(jī)械加工。制品還可進(jìn)行電鍍或真空噴鍍用以代替金屬制品，可以達(dá)到金屬難以達(dá)到的復(fù)雜形狀和尺寸精度。也可進(jìn)行涂漆，增加制品的色彩，還能提高其耐候性。 ABS 塑料的干燥 ABS塑料的吸濕性和對(duì)水分的敏感性較大 , 在加工前進(jìn)行充分的干燥和預(yù)熱 , 不單能消除水汽造成的制件表面煙花狀泡帶、銀絲 , 而且還有助于塑料的塑化 , 減少制件表面色斑和云紋。 ABS 原料要控制水分 在 %以下。注塑前的干燥條件是 : 干冬季節(jié)在75～ 80 ℃ 以下 , 干燥 2～ 3h , 夏季雨水天在 80～ 90 ℃ 下 , 干燥 4～ 8h , 如制件要達(dá)到特別優(yōu)良的光澤或制件本身復(fù)雜 , 干燥時(shí)間更長 , 達(dá) 8～ 16h。因微量水汽的存在導(dǎo)致制件表面霧斑是往往被忽略的一個(gè)問題。最好將機(jī)臺(tái)的料斗改裝成熱風(fēng)料斗干燥器 , 以免干 第 6 頁 共 44 頁 燥好的 ABS在料斗中再度吸潮 , 但這類料斗要加強(qiáng)濕度監(jiān)控 , 在生產(chǎn)偶然中斷時(shí) , 防止料的過熱。 注射溫度 ABS 塑料的溫度與熔融粘度的關(guān)系有別于其他無定型塑料。在熔化過程溫度升高時(shí) , 其熔融實(shí)際上降低很小 , 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)械性能也下降了。所以 , ABS 的注射溫度雖然比聚苯乙烯等塑料的更要高 , 但不能像后者那樣有較寬松的升溫范圍。某些溫控不良的注塑機(jī) , 當(dāng)生產(chǎn) ABS 制件到一定數(shù)量時(shí) , 往往或多或少地在制件上發(fā)現(xiàn)嵌有黃色或褐色的焦化粒 , 而且很難利用加新料對(duì)空注射等辦法將其清除排出。究其原因 , 是 ABS 塑料含有丁二烯成分 , 當(dāng)某塑料顆 粒在較高的溫度下牢牢地粘附在螺槽中一些不易沖刷的表面上 , 受到長時(shí)間的高溫作用時(shí) , 造成降解和碳化。既然偏高溫操作對(duì) ABS 可能帶來問題 , 故有必要對(duì)料筒各段爐溫進(jìn)行限制。當(dāng)然 , 不同類型和構(gòu)成的 ABS 的適用爐溫也不同。如柱塞式機(jī) , 爐溫維持在 180～ 230 ℃ 。 螺桿機(jī) , 爐溫維持在 160～ 220 ℃ 。特別值得提出的是 , 由于 ABS 的加工溫度較高 , 對(duì)各種工藝因素的變化是敏感的。所以料筒前端和噴嘴部分的溫度控制十分重要。實(shí)踐證明 , 這兩部分的任何微小變化都將在制件上反映出來。溫度變化越大 , 將會(huì)帶來熔接縫、 光澤不佳、飛邊、粘模、變色等缺陷。 注射壓力 ABS 熔融件的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高 , 所以在注射時(shí)采用較高的注射壓力。當(dāng)然并非所有 ABS 制件都要施用高壓 , 對(duì)小型、構(gòu)造簡(jiǎn)單、厚度大的制件可以用較低的注射壓力。注制過程中 , 澆口封閉瞬間型腔內(nèi)的壓力大小往往決定了制件的表面質(zhì)量及銀絲狀缺陷的程度。壓力過小 , 塑料收縮大 , 與型腔表面脫離接觸的機(jī)會(huì)大 , 制件表面霧化。壓力過大 ,塑料與型腔表面摩擦作用強(qiáng)烈 , 容易造成粘模。 注射速度 ABS 料采用中等注射速度效果較好。當(dāng)注射速度過快時(shí) , 塑料易燒焦或分解析出氣化物 , 從而在制件上出現(xiàn)熔接縫、光澤差及澆口附近塑料發(fā)紅等缺陷。但在生產(chǎn)薄壁及復(fù)雜制件時(shí) , 還是要保證有足夠高的注射速度 , 否則難以充滿。 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。一般調(diào)節(jié)模溫為 75～ 85 ℃ , 當(dāng)生產(chǎn)具有較大投影面積制件時(shí) , 定模溫度要求 70～ 80 ℃ , 動(dòng)模溫度要求 50～ 60 ℃ 。在注射較大的、構(gòu)形復(fù)雜的、薄壁的制件時(shí) , 應(yīng)考慮專門對(duì)模具加熱。為了縮短生產(chǎn)周期 ,維持模具溫度的相對(duì)穩(wěn)定 , 在制件取出后 , 可采用冷水浴、熱水浴或其他機(jī)械 定型法來補(bǔ)償原來在型腔內(nèi)冷固定型的時(shí)間。 料量控制 一般注塑機(jī)注 ABS 塑料時(shí) , 其每次注射量僅達(dá)標(biāo)準(zhǔn)注射量的 80 %。如果要提高制 第 7 頁 共 44 頁 件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定 , 表面光澤、色調(diào)的均勻 , 要求注射量為標(biāo)定注射量的 50 %為宜。 塑件的結(jié)構(gòu)，尺寸精度以及表面質(zhì)量分析 結(jié)構(gòu)分析 該塑件形狀大體為圓錐形，雖然有不規(guī)則輪廓，但在分模方向沒有阻礙，外部有側(cè)孔需要側(cè)抽芯，內(nèi)部比較深，脫模時(shí)有難度，需要設(shè)置正確的拔摸角度。 圖 塑件平面圖 尺寸精度分析 （ 1） 尺寸精度的 選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)，然而，在滿足塑件使用要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。 （ 2） 尺寸精度的組成及影響因素；制品尺寸誤差構(gòu)成為： aczs ????? ???? （ 22） 式中 ?——制件總的成型誤差； s? ——塑料收縮率波動(dòng)所引起的誤差； z? ——模具成型零件制造精度所引起的誤差； c? ——模具磨損后所引起的誤差； a? ——模具安裝，配合間隙引起的誤差； 影響塑料制品尺寸精度的因素比較復(fù)雜，歸納有以下三個(gè)方面。 a. 模具 —— 模具各部分的制造精度是影響制件尺寸精度重要的因素。 b. 塑料材料 —— 主要是收縮率的影響，收縮率大的尺寸精度誤差就大。 第 8 頁 共 44 頁 c. 成型工藝 —— 成型工藝條 件的變化直接造成材料的收縮，從而影響尺寸精