【文章內(nèi)容簡介】 文） 3 2 塑件的工藝性分析 塑件的分析 塑件的結(jié)構(gòu) 塑件結(jié)構(gòu)如圖 21（ 2D 圖）和 22（ 3D 圖）所示： 圖 21（電話機配件 2D 圖） 圖 22（電話機配件 3D 圖） 寧波工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 其塑件的結(jié)構(gòu)以及表面形狀較為簡單，主要壁厚 2mm，中間銜接部分以圓弧過渡。塑件質(zhì)量要求是不允許有裂紋、變形缺陷，表面挺括清晰，無飛邊，無明 顯收縮痕跡，脫模斜度 30′ 1176。 壁厚分析 塑件的壁厚對塑件質(zhì)量的影響很大。壁厚過小，充模困難；壁厚過大，不但浪費原料，而且增加冷卻時間，更重要的是塑件產(chǎn)生氣泡、縮孔、翹曲變形等缺陷。本材料為 ABS,查相關(guān)手冊，壁厚在其最小壁厚范圍之內(nèi)，所以合理。 圓角分析 為了避免應(yīng)力集中，提高塑件的局部強度，改善熔體的流動情況且便于脫模，在塑件各內(nèi)外表面的連接處，應(yīng)采用過渡圓弧。塑件的圓角半徑一般不小于 。其設(shè)計原則：一般外圓弧半徑應(yīng)是厚度的 ，內(nèi)圓弧半徑應(yīng)是厚度的 。 塑件的材料分析 關(guān)于 ABS材料的介紹： 全名 :丙烯腈 — 丁二烯 — 苯乙烯共聚物 英文名稱 :Acrylonitrilebutadinestyrene(簡稱 ABS) ABS 工程材料的性能分析 ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。從形態(tài)上看， ABS 是非結(jié)晶性材料。三中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的 三元共聚物，一個是苯乙烯 丙烯腈的連續(xù)相，另一個是聚丁二烯橡膠分散相。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場上百種不同品質(zhì)的 ABS 材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。ABS材料具有超強的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強度。 ABS 是一種綜合性能十分良好的樹脂，無毒，微黃色，在比較寬廣的溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強度，熱變形溫度比 PA、 PVC高，尺寸穩(wěn)定性好，收縮率在 %%范圍內(nèi)，若經(jīng)玻纖增強后可以減少到 %%，而且絕少出現(xiàn)塑后收縮。 ABS 具有良好的成型加工性，制品表面光潔度高，且具有良好的涂裝性和染色性，可電鍍成多種色澤。 ABS 的注射成型過程及工藝參數(shù) 寧波工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 1) 注射成型過程 (1) 成型前的準(zhǔn)備。干燥處理： ABS 材料具有吸濕性，要求在加工之前進(jìn)行干燥處理。建議干燥條件為 80～ 90℃下最少干燥 2小時。材料溫度應(yīng)保證小于 %。 熔化溫度： 210～280℃；建議溫度： 245℃。 模具溫度： 25～ 70℃ 。（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低）。 注射壓力： 500～ 1000bar。 注射速度：中高速度。 表 11 ABS 的性能參數(shù) 密 度 (g/ ) － 計算收縮率 (%)： － 吸水率 (%)： － 熔點（℃）： 130－ 160 熱變形溫度（℃）： 90－ 108 拉伸彈性模量（ Mpa）： 310 彎曲強度（ Mpa）： 80 硬度（ HB）： 11 體積電阻率 ： 擊穿電壓（ KV/mm）： 1610 （ 2）注射過程。塑料在注射機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具的型腔成型，其過程可分為充模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。 塑件模流分析 分析的總體結(jié)果 模流分析采用的是 Moldflow 軟件，分析分析的結(jié)果如下： 注射壓力 MPa 熔體溫度 模具型腔側(cè)溫度 模具型芯側(cè)溫度 注射時間 s 保壓時間 保壓壓力 MPa 冷卻時間 充填時間 環(huán)境溫度 表 21 總體參數(shù) 寧波工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 分析結(jié)果的圖片 分析結(jié)果的圖片如下所示： 圖 23 最佳澆口位置 圖 24 區(qū)域（成型窗口） 圖 25 體積溫度 圖 26 填充時間 圖 27 剪切速率 圖 28 凍結(jié)時間 寧波工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 圖 29 凍結(jié)層因子 圖 210 流動前沿溫度 圖 211 平均速度 圖 212 氣穴 圖 213 熔接痕 圖 214 縮痕指數(shù) 寧波工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 圖 215 總體 溫度 圖 216 心部取向 圖 217 冷卻回路介質(zhì)溫度 圖 218 冷卻回路管壁溫度 圖 219 回路熱去除效率 圖 220 變形，所有因素：變形 圖 221 變形，不同的冷卻：變形 圖 222 變形，取向因素：變形 寧波工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 模流分析結(jié)論 置選擇：本設(shè)計實際的澆口位置不是選在模流分析中最佳澆口的位置處，而是開設(shè)在電話機配件的側(cè)壁上，把進(jìn)料澆口設(shè)計在此處的原因是：雖然經(jīng)模流分析所得最佳澆口位置應(yīng)該是塑件的表面中心處，即圖 23 中的藍(lán)色顯示的那一塊，但是考慮到了澆口位置設(shè)計的要求之一是澆口應(yīng)設(shè)在塑件的壁厚處。如若將澆口開設(shè)在圖中所示的藍(lán)色區(qū)域，那里的壁很薄，當(dāng)熔體進(jìn)入型腔后，不僅流動阻力大，而且此處還容易先冷卻凝固，從而影響熔體的流動距離，難以保證充填滿整個型腔，還有最重要的一個原因是該塑件表面質(zhì)量需光滑，若將澆口設(shè)在此處將嚴(yán)重影響塑件的表面光滑 度和美觀度。 所以本次設(shè)計的進(jìn)料澆口，設(shè)置在圖示側(cè)壁上，而且由圖中的最佳澆口位置分析可得此處的澆口位置，仍是能滿足要求。 困氣現(xiàn)象：注射過程中會存在一些氣體不能夠很好的排除而困在模腔里面，使得流體不能夠填充滿整個模腔，因此需要在某些位置開設(shè)排氣槽，圖 212所示即為模流分析中粉色的地方是易出現(xiàn)氣穴的地方，顯然可以看出氣穴大都是集中在了型腔的內(nèi)部，并未在塑件的表面上，這是由于熔體填充的過程當(dāng)中，由于熔體的流向和重力作用致使氣穴留在下方，其解決方法是在型芯處，在強度滿足的前提下，盡量多的布置推桿，利用推桿與 模板的配合間隙來排氣和分型面上開設(shè)排氣槽排氣；當(dāng)然，有些氣穴分布在塑件的表面，這些地方一定要注意好排氣，在分型面上開設(shè)足夠的排氣槽，從而用以完全排氣，以免影響其表面質(zhì)量。 冷卻收縮現(xiàn)象：該塑件表面上安放了兩根冷卻水道，直徑為 10mm,動模板上未安裝，因考慮到動模板上有許多頂桿需安裝，若再安裝水道，可能會產(chǎn)生干涉或者空間位置不足的現(xiàn)象，由模流分析結(jié)果可知，塑件因冷卻不均所產(chǎn)生的翹曲非常小，滿足塑件的進(jìn)度要求。 小結(jié)：經(jīng)模流分析可得，本次的模具設(shè)計在很大的程度上都符合要求，具有一定的可行性和實用性。 寧波工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 3 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 確定型腔數(shù)目及其排列方式 型腔數(shù)量的確定 由于該塑件的精度要求不高，尺寸也較小，并且為大批量生產(chǎn)，可采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時，考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系，以及制造費用和各種成本費用等因素，初步制定為一模兩腔形式。 型腔排列形式的確定 由于該模具選擇的是一模兩腔，其型腔中心距確定見圖及其說明，故流道采用對稱排列，使型腔進(jìn)料平衡。如圖 31所示。 圖 31型腔的排列形式 確定分型 面 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動特性及塑料的脫模。 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析。 寧波工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項原則： 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處，否則塑件無法在型腔中脫出； 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模； 保證塑件的精度要求，為保證其精度，應(yīng)盡可能設(shè)置在同一半模具 型腔內(nèi)； 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求，選擇分型面時應(yīng)避免對塑件的外觀質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響，同時需要考慮分型處所產(chǎn)生的飛邊是否容易修整清除； 便于模具加工制造應(yīng)盡量選擇平直分型面或易于加工的分型面； 對成型面積的影響，注射機一般都規(guī)定其相應(yīng)模具所允許使用的最大成型面積與額定鎖模力，為了可靠的鎖模以避免漲模溢料現(xiàn)象，選擇分型面時應(yīng)盡量減少塑件（型腔）在合模分型面上投影面積，以保證可靠的鎖模力； 排氣效果，分型面應(yīng)盡量與型腔充填時塑料熔體的料流末端所在的型腔內(nèi)壁表面重合； 在實際設(shè)計中，不可能全部滿足上 述原則，一般應(yīng)抓住主要矛盾，在此前提下確定合理的分型面。 根據(jù)以上原則，可確定該模具的分型面如下圖 32分型面所示 : 圖 32 分型面 確定澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 主流道形式及位置 主流道的結(jié)構(gòu) 1. 整體式主流道 這是一種最簡單的主流道模式，是在定模板有整體構(gòu)成中加工而成，其加工最簡單，寧波工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 多適用于簡單模具。 2. 組合式主流道 如果定模是 由兩塊模板組成，主流道也可在兩塊模板上分別加工，再組合在一起而成，此形式簡單，但要注意保證其同軸度。 3. 襯套式主流道 這是目前最常用的主流道結(jié)構(gòu)，是以澆口套的形式鑲于模板中，適用于所有注塑模具，這種形式，便于加工、拆卸和熱處理 主流道的設(shè)計原則 ： （ 1）為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料，主流道多設(shè)計成圓錐形，其錐度角為2～ 4 度，對流動性差的熔料，錐角可取 3～ 6度。 （ 2）主流道大端呈圓角，其半徑常取 r為 1～ 3㎜，以減少熔料轉(zhuǎn)向過度時的阻力。 （ 3）主流道的長度應(yīng)盡可能短，否則會使主流道的凝料增多，壓力 損失加大，熔料降溫時過多而影響成型，主流道的長度應(yīng)小于 80㎜。 （ 4）為了使熔融塑料能從噴