【文章內(nèi)容簡介】 2~ 86HRR，體積電阻系數(shù) cm?1310 ，收縮率 0000 ~ 范圍內(nèi)。 ABS 的熱變形溫度為93~ 118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高 10℃左右。 ABS 在 40℃時仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在 40~ 100℃的溫度范圍內(nèi)使用。 第 5 頁 共 39 頁 塑件材料成型性能 ABS 易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應(yīng)進行干燥處理； ABS 在升溫時黏度增高，黏度對剪切速率的依賴性很強，因此模具設(shè)計中大都采用潛伏式澆口形式，成型壓力較高，塑件上的脫模斜度宜稍大；易產(chǎn)生熔接痕，模 具設(shè)計時應(yīng)該注意盡量減小澆注系統(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及小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在 50 ~ 60 C0 ，要求塑件光澤和耐熱時，模具溫度應(yīng)控制在60~ 80 C0 。 ABS 比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。 塑件材料主要用途 ABS 在機械工業(yè)上用來制造殼體蓋、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、產(chǎn)品、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用 ABS 制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管等，還可用 ABS 夾層板制小轎車車身。 ABS 還可用來制造水表殼，紡織器材，電器零件、玩具、電子琴及收錄機殼體、食品包裝容器，農(nóng)藥噴霧器及家具等。 第 6 頁 共 39 頁 第 3 章 塑件的工藝分析 在模具設(shè)計之前需要對塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級和表面質(zhì)量要進行仔細(xì)研究和分析， 只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。 殼體蓋如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜程度，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。 圖 1 殼體蓋 3D視圖 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （ 1）、脫模斜度 由于注射制品在冷卻過程中產(chǎn)生收縮，因此它在脫模前會緊緊的包住模具型芯或型腔中突出的部分。為了便于脫模，防止因脫模力過大拉傷制品表面，與脫模方向平行的制品內(nèi)外表面應(yīng)具有一定的脫模斜度。脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過小，不僅會使制品尺寸困難，而且易 使制品表面損傷或破裂，斜度過大時，雖然脫模方便，但會影響制品尺寸精度，并浪費原材料。通常塑件的脫模斜度約取 ～ ? ，根據(jù)文獻 [1]，塑件材料 ABS的型腔脫模斜度為 ～ 1? 30/ ，型芯脫模斜度為 30/～ 1? 第 7 頁 共 39 頁 （ 2）、塑件的壁厚 塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素，是設(shè)計塑件時必須考 慮的問題之一。塑件的壁厚對于注射成型生產(chǎn)具有極為重要的影響，它與注射充模時的熔體流動、固化定型時的冷卻速度和時間、塑件的成型質(zhì)量、塑件的原材料以及生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本密切相關(guān)。一般在滿足使用要求的前提下，塑件的壁厚應(yīng)盡量小。因為壁厚太大不僅會使原材料消耗增大，生產(chǎn)成本提高，更重要的是會延緩塑件在模內(nèi)的冷卻速度，使成型周期延長，另外還容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小則剛度差，在脫模、裝配、使用中會發(fā)生變形，影響到塑件的使用和裝配的準(zhǔn)確性。選擇壁厚時應(yīng)力求塑件各處壁厚盡量均勻，以避免塑件出現(xiàn)不均勻收 縮等成型缺陷。塑件壁厚一般在 1～ 4mm ，最常用的數(shù)值為 2～ 3mm 。該產(chǎn)品壁厚均勻，周邊和底部壁厚均為 3mm 左右。 （ 3）、塑件的圓角 為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善其成型加工過程中的充模特性，增加相應(yīng)位置模具和塑件的力學(xué)角度，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角過度。在無特殊要求時，塑件的各連接角處均有半徑不小于 ～ 1mm 的圓角。一般 外圓弧半徑大于壁厚的 倍，內(nèi)圓角半徑應(yīng)是壁厚的 倍。 （ 4）、孔 塑料制品上通常帶有各種通孔和盲孔，原則上講，這些孔均能用一定的型芯成型。但當(dāng)孔太復(fù)雜時，會使熔體流動困難，模具加工難度增大，生產(chǎn)成本提高，困此在塑件上設(shè)計孔時，應(yīng)盡量采用簡單孔型。由于型芯對熔體有分流作用，所以在孔成型時周圍易產(chǎn)生熔接痕，導(dǎo)致孔的強度降低，故設(shè)計孔時孔時孔間距和孔到塑件邊緣的距離一般都尖大于孔徑，孔的周邊應(yīng)增加壁厚，以保證塑件的強度和剛度。 塑件尺寸及精度 塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動性和注射 機規(guī)格，在一定的設(shè)備和工藝條件下流動性好的塑料可以成型較大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比較小。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā)，只要能滿足制品的使 第 8 頁 共 39 頁 用要求，一般都應(yīng)將制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏小巧些。該塑件的材料為 ABS，流動性較好，適用于不同尺寸的制品。 塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公關(guān)等級確定精度等級。根據(jù)我國目前的 成型水平，塑件尺寸公差可以參照文獻 [2]表 32 塑件的尺寸與公關(guān)（ SJ13721978）的塑料制件公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)來確定。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用 MT3 級精度，未注采用 MT5 級精度。 塑件表面粗糙度 塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點來保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般為 Ra ～ m? 之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的 1/2，即 Ra ～ m? 。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時給以拋光復(fù)原。 該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高，為 m? ，內(nèi)部為 m? 。 塑件的體積和質(zhì)量 本次設(shè)計中，塑件的質(zhì)量和體積采用 3D 測量，在 PROE 軟件中，使用塑模部件驗證功能，可以測得塑件的質(zhì)量（ ABS 的密度為 3/cmg ），即可以得出該塑件制品 的質(zhì)量為 克。 第 9 頁 共 39 頁 第 4章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 注射成型工藝過程分析 [5] 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過程為： 第一步：為使注射過程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作。 （ 1）、成型前對原材料的預(yù)處理 ABS 材料具有吸濕性，加工前的干燥很重要。干燥條件為 100℃ 到 200℃ ，2~3 小時。加工前的濕度必須小于 %。 。 （ 2）、料筒的清洗 在初用某種塑料或某一注射機之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象 時，都需要對注射機（主要是料筒）進行清洗或拆換。 柱塞式注射機料筒的清洗常比螺桿式注射機困難，因為柱塞式料筒內(nèi)的存料量較大而不易對其轉(zhuǎn)動，清洗時必須拆卸清洗或者采用專用料筒。對螺桿式通常是直接換料清洗，也可采用對空注射法清洗。 （ 3）、脫模劑的選用 脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。一般注射制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計。在和產(chǎn)上為了順利脫模，常用的脫模劑有：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油），硅油，對 ABS材料，可選用硬脂酸鋅，因為此脫模劑除聚酰胺塑料外，一般塑 料都可使用。 第二步 : 注射成型過程 完整的注射過程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個步驟，但實際上是塑化成型與冷卻兩個過程。 第三步：制件的后處理 注射制件經(jīng)脫?；驒C械加工后，常需要進行適當(dāng)?shù)暮筇幚?，目的是為了消除存在的?nèi)應(yīng)力，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調(diào)濕處理。該塑料制件材料為 ABS，就采用退火處理 1～ 3 小時。 第 10 頁 共 39 頁 澆口種類的確定 注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個部 分。澆注系統(tǒng)設(shè)計的好壞對塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設(shè)計恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。 由于本設(shè)計中殼體蓋塑件外表面質(zhì)量要求較高，所以選用側(cè)入式澆口。側(cè)入式澆口在端面處，成形后切除澆口 , 零件組裝時澆口被遮擋起來。 側(cè)入式澆口主流道需要設(shè)置鉤針，分流道與產(chǎn)品相連，頂出產(chǎn)品包含流道連接在一起。 型腔數(shù)目的確定 因為本設(shè)計中采用側(cè)入式澆口，且塑件的尺寸不大，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一 出二腔，進行加工生產(chǎn)。 注射機的選擇和校核 由于采用一出二腔，需要至少注射量為 =，流道水口廢料 ，總注塑量達(dá)到 ，再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力），綜合考慮各種因素，選定注射機為海天 120W1 B。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為： 型號 單位 120W1B 參數(shù) 螺桿直徑 mm 40 理論注射容量 cm3 214 注射重量 PS g 195 注射壓力 Mpa 171 注射行程 mm 170 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0~190 料筒加熱功 率 KW 第 11 頁 共 39 頁 鎖模力 KN 1200 拉桿內(nèi)間距 (水平垂直 ) mm 410410 允許最大模具厚度 mm 450 允許最小模具厚度 mm 150 移模行程 mm 360 移模開距 (最大 ) mm 810 液壓頂出行程 mm 120 液壓頂出力 KN 33 液壓頂出桿數(shù)量 ABS 5 油泵電動機功率 KW 13 油箱容積 l 280 機器尺寸 (長寬高 ) m 機器重量 t 最小模具尺寸 (長寬 ) mm 290 290 表 1 海天 120W1 B注塑機參數(shù) 注射量的校核 模具設(shè)計時，必須使得在一個注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機額定注射量的 80%以內(nèi)。校核公式為： mmnm %8021 ?? 式中： n 型腔數(shù)量 1m 單個塑件的重量（ g） 2m 澆注系統(tǒng)所需塑料的重量（ g） 本設(shè)計中： n=2 ?1m g 2m = g M=+= 注塑機額定注塑量為 195g，注射量符合要求。 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 注射成型時塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過了注射機所允許的最大成型面積，則成型過程中會出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿足以下關(guān)系。 AAnA ?? 21 第 12 頁 共 39 頁 式中 n 型腔數(shù)目 1A 單個塑件在模具分型面上的投影面積 2A 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 n=2 1A = 2mm 2A = 2mm 21 AnA? =+= 2mm 注射成型時為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔