【文章內容簡介】 坐標磨床等，這些設備可以很好的保證加工出來的模具的精度。我國目前的模具廠中，設備陳舊而且很多都不配套，數(shù)控機床的配置率低，新工藝采用較少等，這些原因導致了國內生產(chǎn)的模具精度比國外的低1~2級，而且生產(chǎn)的周期更長。 （2）模具的壽命短，材料利用率不高 國外為了提高模具的使用壽命，采用冶煉和熱處理等先進的技術，國內一般采用常規(guī)的熱處理方法，因此質量較差，且材料的利用率低，一般只有60%。 （3）管理水平差 由于工業(yè)起步晚，從事模具生產(chǎn)的專業(yè)人才缺乏，生產(chǎn)過程中缺乏科學的管理。 雖然以上的幾個問題在我國的模具制造業(yè)中依然存在，但最近幾年也得到了很大的改善，我國的模具工業(yè)與國際先進水平的差距也在逐漸縮小。很多以前只能依靠進口的模具現(xiàn)在也可以在國內進行生產(chǎn)制造了。例如在以前，一汽、東風等公司的汽車覆蓋件模具完全是靠進口的，進幾年，這些公司的一部分汽車覆蓋件已經(jīng)可以自己生產(chǎn)了，這說明了我國的模具制造水平在不斷提高著，雖然總體仍遠低于國際先進水平，但我們相信我國的模具工業(yè)終有一天也將在國際市場上占有一席之地。 模具工業(yè)可以促進工業(yè)總體水平的提高，而且可以獲得極大的經(jīng)濟效益，模具制造必將引起各個國家的高度重視。 目前在模具制造技術上處于先進水平的是德國、美國、加拿大、法國、日本、英國、意大利、西班牙、韓國等國家。這些國家的模具材料優(yōu)良，制造的模具能夠在強摩擦、高溫等惡劣環(huán)境下使用，模具精度高，制造模具的專業(yè)人才眾多，很早就實現(xiàn)大規(guī)模模具專業(yè)化生產(chǎn)，大范圍使用數(shù)控設備，成熟應用CAD/CAM技術。 本課題研究的意義 我研究的課題名稱是玩具四驅車底座的成型工藝與模具設計，將采用注塑成型的方式。使用塑料模具生產(chǎn)的優(yōu)點是設計加工的成本低，制造簡單，生產(chǎn)率高。為了能夠設計出更加節(jié)約成本和提高生產(chǎn)效率的模具，就要不斷的嘗試新的材料和技術，我國的注塑模具生產(chǎn)還有很長的一段路要走，所以玩具四驅車底座成型技術的研究與模具設計將有重要的理論意義和實用價值。通過對它的研究可以帶動和促進相關塑件產(chǎn)品零件注塑成形技術的發(fā)展與創(chuàng)新，也將產(chǎn)生很高的經(jīng)濟價值。2 工藝分析 塑件結構的工藝性分析 塑件結構圖如圖所示： 塑料結構圖 該塑件為玩具四驅車底座，現(xiàn)從該塑件的幾何形狀、尺寸精度和表面質量進行分析。 塑件的幾何形狀 （1） 形狀 該塑件的形狀復雜，側邊的孔要采用側向抽芯成型。為使模具結構簡化，使用整體式凹模（凸模）結構。 因為玩具四驅車底座需要承受一定的沖擊，所以將該塑件設計成帶凸緣的形狀以提高制品的強度和剛度。 （2）加強肋 加強肋可以防止塑件變形，在某些情況下也可以改善成型時的塑料熔體的流動狀況。如上圖所示，該塑件的加強肋選擇了在底座中心位置附近布置。比較均勻，可以避免產(chǎn)生氣泡和縮孔。 （3） 圓角 該玩具四驅車底座的前端采用圓角，這樣就避免了應力集中，提高了產(chǎn)品的強度，而且在成型時有助于塑料流動，同時也有助于脫模。 （4） 孔 孔的設計應該不影響產(chǎn)品的強度和剛度，并應保證加工簡單，該產(chǎn)品中的所有的孔都是規(guī)則的圓形和方形，同時孔與孔，孔與壁之間的距離合理，所有的孔全部為通孔。 塑件的尺寸精度 影響塑件的尺寸精度主要是以下五個因素：成型材料、成型條件、塑件形狀、模具和成型后的條件。該塑件對尺寸的精度有一定的要求，具體計算在材料分析中介紹。 塑件的表面質量 塑件的表面質量包括是否有斑點、裂痕、氣泡等。同時還有表面的光澤性及表面的粗糙度。該塑件對表面質量要求不高，根據(jù)塑料制品精度等級的選用標準，可以選擇一般精度。 通過對塑件的結構分析，結合實際的生產(chǎn)過程，比較各種材料的性能，最終材料選擇為熱塑性塑料中的ABS（苯乙烯丁二烯丙烯晴共聚物）。根據(jù)《模具結構型式與應用手冊》（機械工業(yè)出版社）介紹，ABS綜合性能較好，力學性能，抗沖擊力強，不易變形，易于加工成型，適于制作一般的機械零件、傳動零件和減摩耐磨零件。 ABS的基本性能指標表 ABS熱物理性能密度(g/ cm179。)—1．07比熱容(Jkg1K1)1255—1674導熱系數(shù)(Wm1K1102)—線膨脹系數(shù)(105K1)—滯流溫度(176。C)130計算收縮率—注射壓力/MPa60—100成型周期/S50—220 ABS力學性能屈服強度（MPa）50抗拉強度(MPa)38斷裂伸長率(﹪)35拉伸彈性模量(GPa)抗彎強度(MPa)80彎曲彈性模量(GPa)抗壓強度(MPa)53抗剪強度(MPa)24 ABS的優(yōu)點（1）綜合性能良好，抗沖擊性強、力學強度高，對低溫不性感。（2）耐腐蝕性、耐磨型、耐水性、耐化學性均為良好。（3）水、無機鹽、堿、酸等對ABS幾乎無影響。（4）尺寸穩(wěn)定，易于成型和機械加工，不易變形。 ABS的成型性能（1）吸濕性強，％，應充分干燥。（2）流動性能中等。（3）比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫。一般用螺旋式注塑機時料溫為 180—200176。C，注射壓力為 60— 100 MPa。（4）易產(chǎn)生熔接痕，模具設計時注意盡量減小澆注系統(tǒng)對斜流阻力，模具設計時應注意澆注系統(tǒng)，選擇好進料口位置。（5）ABS升溫時粘度增高，塑料上的脫模斜度應取稍大，宜取1 176。以上。（6）在一般的成型條件下，壁厚、熔料溫度及收縮率影響很小。 ABS成型塑件的主要缺陷及解決措施主要缺陷：成型時易出現(xiàn)缺料、氣孔、飛邊、熔接痕等情況，材料不耐高溫，熱變形溫度為93176。C左右，且在紫外線照射下易變硬變脆。解決措施：加大主流道、澆口、分流道、增大注射壓力且提高模具預熱溫度。3 模具設計 概述 通過上述對玩具四驅車底座零件的工藝性分析，以及對已選擇的ABS材料性能的介紹，可以確定出此塑件需要采用注塑模加工生產(chǎn)，選擇的制造機器為注射成型機。 首先做一下基本概念的介紹： ① 合模：注射成型機與塑料成型模具配合的過程 ② 注射成型模具：制作注塑件所使用的成型模具注射成型模具主要由以下6部分組成：① 支撐件，定、動模座和墊板與墊塊；② 抽芯與分型機構；③ 定位與導向件；④ 脫模機構；⑤ 注射系統(tǒng)；⑥ 型件，即凸模與凹模。 注塑機型號的確定 注塑機的選擇應根據(jù)注塑件的使用材料，注塑件的加工方式等多方面綜合來確定，在本次的設計中，我選擇ABS材料，其注射壓力為60—100MPa。179。 綜合以上數(shù)據(jù)，初步選擇注塑機的型號為SZ—68/400。 SZ—68/： SZ—68/400注塑機的主要參數(shù)理論注射容積(cm179。）85螺桿直徑(mm)30注射壓力(MPa)123注射速率(g/s)70塑化能力(g/s)35螺桿轉速(r/min)0—200鎖模力(kN)400拉桿有較距離(mm)220300移模行程(mm)250模具最大厚度(mm)240模具最小厚度(mm)130鎖模形式雙曲肘模具定位孔直徑(mm)80噴嘴球半徑(mm)SR10噴嘴口孔徑(mm)3模板尺寸(mm)200315 所選注射機噴嘴及模板參數(shù)選擇型腔的數(shù)量的影響因素很多，本設計中，已暫定了注塑機的型號和注塑件的尺寸，所以可以根據(jù)注塑機的注射能力確定型腔數(shù)。同時考慮到四驅車底座的結構復雜，因此需要側向抽芯機構和大量的推桿，故采用一模一腔結構。 型腔 最大注射量的校核 注射機一個注射周期內所需注射量的塑料熔體的總量必須在注射機額定注射量的80%以內。在一個注射成形周期內，需注射入模具內的塑料熔體的容量，應為制件和澆注系統(tǒng)兩部份容量或質量之和，即V = nVz + Vj式中 V — 個成形周期內所需射入的塑料容積(cm179。)； n — 型腔數(shù)目 Vz — 單個塑件的容量(cm179。）。 Vj — 澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需塑料的容量(cm179。）。故應使nVz + Vj ≤ 式中 Vg — 注射機額定注射量(cm179。）。根據(jù)容積計算 nVz + Vj = ≤ x 85注射機的注射量符合要求 鎖模力的校核 鎖模力是指注射機的合模裝置對模具所施用的最大加緊力，可以按下列公式核算： 式中： F0 —注視機的鎖模力（KN）； P模 — 型腔內熔體壓力（MPa） 此處 P模 = 30 MPa； K1 — 壓力損耗系數(shù),K1 = 1/3 — 2/3； P — 注射壓力(MPa)。 A分 — 注塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影之和（cm2） 此處 A分 = （cm2）。 所以 x 30 x 100 = 24