【文章內(nèi)容簡介】 制品大多數(shù)是薄壁件，且又有復(fù)雜的表面，因此，常用表面造型的方法來產(chǎn)生制品的幾何模型。 在注塑模具中，行腔用來生成制品的外表面，型芯用來生成制品的內(nèi)表面，由于塑料的成型收縮率，模具磨損及加工精度的影響，制品的內(nèi)外表面尺寸并不就是模具型芯面、型腔面的尺寸，兩者之間需要比較復(fù)雜的換算。目前流行的商品化注塑模CAD軟件并未能很好的解決這種換算，因此，制品的形狀和型腔的形狀要分別輸入，工作量較大且比較繁瑣，如何由制品形狀方便、快捷的生成型腔和型芯表面形狀仍是當(dāng)前的研究課題。 采用計算機(jī)軟件來輔助計算最佳型腔的數(shù)目，引導(dǎo)模具設(shè)計者布置型腔，構(gòu)思澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和推出機(jī)構(gòu)，為選擇標(biāo)準(zhǔn)模架和設(shè)計動模部裝圖和定模部裝圖做準(zhǔn)備。 采用計算機(jī)軟件來設(shè)計模具的前提是盡可能多地實現(xiàn)模具標(biāo)準(zhǔn)化，包括模架標(biāo)準(zhǔn)化、模具零件標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化及工藝參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化等。一般而言，用作標(biāo)準(zhǔn)模架選擇的設(shè)計軟件應(yīng)具用兩個功能，一是能引導(dǎo)模具設(shè)計者輸入本企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)模架，以建立專用的標(biāo)準(zhǔn)模架庫；二是能方便地從已建好的專用標(biāo)準(zhǔn)模架庫中，選出本次設(shè)計中所需的模架類型及全部模具標(biāo)準(zhǔn)件的圖形和數(shù)據(jù)。 根據(jù)已選定的標(biāo)準(zhǔn)模架及已完成型腔布置，模具設(shè)計軟件以交互方式引導(dǎo)模具設(shè)計者生成部裝圖和總裝圖。模具設(shè)計者在完成總裝圖時，能利用光標(biāo)在屏幕上拖動模具零件以搭積木的方式裝配模具總圖。 模具設(shè)計軟件能引導(dǎo)用戶根據(jù)模具部裝圖、總裝圖以及相應(yīng)圖形庫完成模具零件的設(shè)計、繪圖和標(biāo)注尺寸。 模具設(shè)計軟件可將理論計算和行之有效的設(shè)計經(jīng)驗相結(jié)合，為模具設(shè)計師提供對模具零件全面的計算和校核，以驗證模具結(jié)構(gòu)等有關(guān)參數(shù)的正確性。注塑模CAD中的數(shù)據(jù)處理 注塑模結(jié)構(gòu)CAD的重點在于注塑制品的造型、模具設(shè)計、繪圖和數(shù)控加工的模擬，注塑模CAD的過程就是數(shù)據(jù)處理的過程。通常，由于注塑模結(jié)構(gòu)CAD涉及面廣，程序規(guī)模很大，結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜，一個高效率的注塑模CAD系統(tǒng)不僅涉及到程序的結(jié)構(gòu)和算法，同時也涉及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和管理方法。在應(yīng)用程序的執(zhí)行過程中，經(jīng)常需要利用一些標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和其他程序的設(shè)計及結(jié)果，系統(tǒng)各部分是通過交換數(shù)據(jù)相互聯(lián)系的。因此，數(shù)據(jù)的處理在注塑模結(jié)構(gòu)CAD中又十分重要的作用。注塑模CAD系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)類型十分廣泛，除了數(shù)字型、字符型數(shù)據(jù)之外，圖形/模型及其文本數(shù)據(jù)項也是注塑模CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。而圖形/模型數(shù)據(jù)又是由基本圖形元素、圖形符號、模型部分及各級圖形/模型數(shù)據(jù)組成。3 注塑工藝分析及成型方法簡介、塑件（儀表外殼）分析一、塑件儀表外殼塑件結(jié)構(gòu)如圖31所示。圖31 注塑零件3D圖在模具設(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(jìn)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。本設(shè)計課題儀表外殼如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。二、塑料名稱根據(jù)各材料的注塑性能及加工使用性能，綜合市場價格，選擇材料為ABS。三、生產(chǎn)綱領(lǐng)大批量，自動化生產(chǎn)。四、塑件的結(jié)構(gòu)及成型工藝分析該塑件結(jié)構(gòu)中等難度，分別在不同的型腔內(nèi)成型，故在模具設(shè)計和制造上要有一定的定位措施和良好的加工工藝，以保證轉(zhuǎn)動的順暢和零件的使用壽命。該塑件裝配在儀表外殼表面，對表面美觀有一定要求，設(shè)計時要注意對外邊面的處理。精度等級：采用一般精度5級。脫模斜度：該注塑零件壁厚約為13mm，其脫模斜度查參考文獻(xiàn)【1】中的表34有塑件內(nèi)表面35′~1176。，塑件外表面40′~1176。20′。由于該塑件沒有特殊狹窄細(xì)小部位，所用塑料為ABS，流動性較好，而且，主要部分有較好的弧度，可順勢脫模，所以塑件外表面沒有放脫模斜度。同時，側(cè)面采用滑塊機(jī)構(gòu)，脫模時，滑塊抽去，兩壁處脫模沒有困難，所有也不放脫模斜度。、材料ABS的注射成型過程及工藝參數(shù)一、注射成型過程對ABS的色澤、細(xì)度和均勻度進(jìn)行檢驗。%～%，容易吸濕，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥，干燥至水分含量%。干燥條件：用烘箱以80～85℃烘2～4小時或用干燥料斗以80℃烘1～2小時。塑料在注射機(jī)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)入模具型腔成型，其過程可以分為充模、壓實、保壓、倒流、和冷卻4個階段。采用調(diào)濕處理，其熱處理條件查參考文獻(xiàn)【1】中的表47由處理溫度為70℃；保濕時間為2～4小時。二、材料ABS的注塑成型參數(shù)注射機(jī)：螺桿式；螺桿轉(zhuǎn)數(shù)（r/min）：48；料筒溫度（℃）：前段 200～220； 中段 180～200； 后段 160～180；噴嘴溫度（℃）：170～180；模具溫度（℃）：50～80；注射壓力（MPa）：70～100；成型時間（s）：注射20～60，保壓0～3，冷卻20～90，總周期50～三、材料ABS性能ABS樹脂是一種共混物，是丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物，英文名Acrylonitrilebutadinestyrene(簡稱ABS)，這三者的比例為20：30：50(熔點為175℃)。只要改變其三者的比例、化合方法、顆粒的尺寸，便可以生產(chǎn)出一系列具有不同沖擊強(qiáng)度、流動特性的品種，如把丁二烯的成份增加，則其沖擊強(qiáng)度會得到提高，但是硬度和流動性就會降低，強(qiáng)度和耐熱性變會減少。ABS為淺黃色粒狀或珠狀不透明樹脂，無毒、無味、吸水率低，具有良好的綜合物理機(jī)械性能，如優(yōu)良的電性能、耐磨性，尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)性和表面光澤等，且易于加工成型。缺點是耐候性，耐熱性差，且易燃。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(qiáng)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(qiáng)度。從形態(tài)上看，ABS是非結(jié)晶性材料。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(qiáng)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(qiáng)度。ABS在比較寬廣的溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強(qiáng)度，熱變形溫度比PA、PVC高，尺寸穩(wěn)定性好，%~%范圍內(nèi)，%～%，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尚具有良好的配混性，可與多種樹脂配混成合金(共混物)，如PC/ABS、ABS/PC、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等，使之具有新的性能和新的應(yīng)用領(lǐng)域，ABS若與MMA摻混可制成透明ABS，透光率可達(dá)80%。ABS是吸水的塑料，于室溫下，%~%水分，雖然這種水分不至于對機(jī)械性能構(gòu)成重大影響，%，塑料表面會受大的影響，所以對ABS進(jìn)行成型加工時，一定要事先干燥，%。密度ρ= g/；～%，%.主要缺陷：溢料飛邊、氣泡、熔接痕、燒焦及黑紋、光澤不良；消除措施：增大注射壓力、提高模具溫度、加排氣槽、充分預(yù)干燥。4 模具設(shè)計、擬定模具結(jié)構(gòu)設(shè)計一、分型面位置的確定在塑件設(shè)計階段，就應(yīng)考慮成型時分型面的形狀和位置，否則無法用模具成型。在模具設(shè)計階段，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面的設(shè)計是否合理，對塑件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計制造都由很大影響。因此，分型面的選擇是注塑模具設(shè)計中的一個關(guān)鍵因素。（1）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量；（2）分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處；（3）盡可能使塑件留在動模一側(cè)；（4）有利于保證塑件的尺寸精度；（5）盡可能滿足塑件的使用要求；（6）盡量減少塑件在合模方向上的投影面積；（7）長型芯應(yīng)置于開模方向；（8）有利于排氣；（9）有利于簡化模具結(jié)構(gòu)?；谝陨弦蛩氐目紤]，分型面選擇如圖42所示。圖42分型面