【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 塑件 通過(guò) UG對(duì)隱形眼鏡清洗器建模。隱形眼鏡清洗器上蓋的模型如圖 、隱形眼鏡清洗器下蓋模型如圖 、完整的隱形眼鏡清洗器外殼如圖 。 圖 隱形眼鏡清洗器上蓋 圖 隱形眼鏡清洗器下蓋 12 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 圖 隱形眼鏡清洗器完整外殼 （ 2）塑件結(jié)構(gòu)分析 塑件為 隱形眼鏡清洗器 外殼， 所以 應(yīng)有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 。 隱形眼鏡清洗器 外殼 在手感上沒(méi)有特殊要求 ，因此對(duì)表面粗糙度要求不高。 塑件的 尺寸不是很大，結(jié)構(gòu)不復(fù)雜 ，一般采用精度 5級(jí)。 （ 3） 成型 工藝分析 塑件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，內(nèi)外表面的形狀有利益與成型。塑件壁厚基本均勻，成型時(shí)有良好的流動(dòng)狀態(tài)，不易產(chǎn)生氣泡及塑件變形，容易保證質(zhì)量。 （ 4）生產(chǎn)綱領(lǐng) 小 批量生產(chǎn) 根據(jù)塑件的特征 ，綜合考慮，選擇材料為 ABS（ 丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物 ）。 （ 1）注射機(jī)：螺桿式 （ 2）螺桿轉(zhuǎn)速（ r/min）： 40 （ 3）預(yù)熱和干燥：溫度（ 176。C ） ： 85 時(shí)間 (h)： 2 13 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) （ 4）密度（ g/ cm3 ） : （ 5）材料收縮率（ ℅ ）： （ 6）料筒溫度（ 176。C ）：后段 150 中段 170 前段 200 （ 7）噴嘴溫度（ 176。C ）： 180 （ 8）模具溫度（ 176。C ）： 70 （ 9）注射壓力（ Mpa）： 70 （ 10）成形時(shí)間（ S）：注射時(shí)間 8 保壓時(shí)間 12 冷卻時(shí)間 30 總周期 50 （ 11）適應(yīng)注射機(jī)類(lèi)型：螺桿、柱塞均可 （ 12）后處理：方法 紅外線(xiàn)燈、烘箱 溫度（ 176。C ） 70 時(shí)間（ h） 3 （ ABS）的主要性能指標(biāo) ABS 樹(shù)脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將 PS， SAN， BS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。 ABS 是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的 三元共聚物 ， A代表丙烯腈， B代表丁二烯， S 代表苯乙烯。 (1)一般性能 ABS 外觀(guān)為不透明呈象牙色粒料，其制品可著成五顏六色，并具有高光澤度。ABS 相對(duì)密度為 左右，吸水率低。 ABS 同其他材料的結(jié)合性好，易于表面印刷、涂層和鍍層處理。 ABS 的氧指數(shù)為 18～ 20，屬易燃聚合物，火焰呈黃色，有黑煙，并發(fā)出特殊的臭味。 其熱物理性能如下表 。 表 熱物理性能 14 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (2)力學(xué)性能 ABS 有優(yōu)良的力學(xué)性能，其沖擊強(qiáng)度極好，可以在極低的溫度下使用； ABS 的耐磨性?xún)?yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，又具有耐油性，可用于中等載荷和轉(zhuǎn)速下的軸承。ABS 的耐蠕變性比 PSF 及 PC 大，但比 PA及 POM 小。 ABS 的彎曲 強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度屬塑料中較差的。 ABS 的力學(xué)性能受溫度的影響較大。 其力學(xué)性能如表 。 表 力學(xué)性能 屈服強(qiáng)度（ MPa） 50 抗拉強(qiáng)度 (MPa) 38 斷裂伸長(zhǎng)率 (﹪ ) 35 拉伸彈性模量 (GPa) 抗彎強(qiáng)度 (MPa) 80 彎曲彈性模量 (GPa) 抗壓強(qiáng)度 (MPa) 53 抗剪強(qiáng)度 (MPa) 24 沖擊韌度 (簡(jiǎn)支梁式 ) 無(wú)缺口 261 布氏硬度 缺 口 11 (3)熱學(xué)性能 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(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在 40～ 100℃ 的溫度范圍內(nèi)使用。 (4)電學(xué)性能 ABS 的電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響，可在大多數(shù)環(huán)境下使用。 其電氣性能如 表 所示 表 電氣性能 表面電阻率（ Ω ） 1013 體積電阻率（ Ωm ） 1014 擊穿電壓（ KV/mm） 介電常數(shù)（ 106Hz） 密度 ( g/cm3 ) — 1． 05 比熱容 （ 11 ?? ?? KkgJ ） 1255— 1674 導(dǎo)熱系數(shù) ( 21 10?? ??mW ) — 線(xiàn)膨脹系 （ 1510 ?? ?K ） — 滯流溫度 (176。C) 130 15 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 介電損耗角正切（ 106Hz） 耐電弧性 (s) 50— 85 (5)環(huán)境性能 ABS 不受水、無(wú)機(jī)鹽、堿及多種酸的影響，但可溶于酮類(lèi)、醛類(lèi)及氯代烴中，受冰乙酸、植物油等侵蝕會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂。 ABS 的耐候性差，在紫外光的作用下易產(chǎn)生降解；于戶(hù)外半年后，沖擊強(qiáng)度下降一半。 (6)ABS 塑料的加工性能 ABS 同 PS 一樣是一種加工性能優(yōu)良的熱塑性塑料，可用通用的加工方法加工。 ABS 的熔體流動(dòng)性比 PVC 和 PC好，但比 PE、 PA 及 PS 差，與 POM 和 HIPS 類(lèi)似；ABS 的流動(dòng)特性屬 非牛頓流體 ；其熔體粘度與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系，但對(duì)剪切速率更為敏感。 ABS 的熱穩(wěn)定性好，不易出現(xiàn)降解現(xiàn)象。 ABS 的吸水率較高，加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理。一般制品的干燥條件為溫度 80～ 85℃ ，時(shí)間 2～ 4h；對(duì)特殊要求的制品 (如電鍍 )的干燥條件為溫度 70～ 80℃ ，時(shí)間 18～ 18h。 ABS 制品在加工中易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力的大小可通過(guò)浸入冰乙酸中檢驗(yàn)；如應(yīng)力太 大和 制品對(duì)應(yīng)力開(kāi)裂絕對(duì)禁止，應(yīng)進(jìn)行退火處理，具體條件為放于 70～ 80℃ 的 熱風(fēng)循環(huán)干燥箱 內(nèi) 2～ 4h，再冷卻至室溫即可。 16 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 4 注塑機(jī)的選擇 注塑機(jī)規(guī)格的確定主要根據(jù)制品大小及生產(chǎn)批量，在選擇注塑機(jī)時(shí)，主要考慮其塑化量、鎖模力、注射量、安裝模具的有效面積、容模量，頂出機(jī)構(gòu)形式及頂出長(zhǎng)度。注塑機(jī)選定后，必須結(jié)合模具相關(guān) 數(shù)據(jù)對(duì)注塑機(jī)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行校核。 注射量的計(jì)算 （ 1） 塑件的質(zhì)量、體積的計(jì)算： 本次設(shè)計(jì)是選用隱形眼鏡清洗器外殼的 下 蓋作為注塑模具設(shè)計(jì)，故只做 下 蓋體積和質(zhì)量的計(jì)算。 塑件上蓋的質(zhì)量： m=ρ v （ 41） 根據(jù) UG建模后利用菜單欄的分析功能下的質(zhì)量特性分析可以得出體積v1 = 。 塑件 采用的是 ABS，故其 密度 ～ ，在這里取密度 ρ = g/cm3 。 代入數(shù)據(jù)得： m1 ? （ 2） 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 可按塑件體積的 倍計(jì)算 ,由于該模具采用的是一模 兩 腔 ,所以澆注系統(tǒng)凝料體積為 v2 =2 v1 =2 = （ 3） 該模具一次注射所需塑料 ABS 體積 v0 = 2 v1 + v2 = cm3 質(zhì)量 m0 = g 注射 機(jī)型號(hào)的選擇 根據(jù)教教材《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》，參照 P45 表 31， SZ系列注射 機(jī)的主要 技術(shù) 參數(shù)，選擇 SZ100/80 作為隱形眼鏡清洗器的 下 外殼來(lái)進(jìn)行注射。其主 17 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 要技術(shù)參數(shù)參見(jiàn)表 。 表 SZ100/80 注射機(jī)主要參數(shù) 螺桿直徑 /mm 35 定位孔深度 /mm 100 螺桿轉(zhuǎn)速 /mm 0～ 200 定位孔直徑 /mm 10 理論注射容量 / cm3 100 噴嘴伸出量 /mm 20 注射壓力 /MPa 170 噴嘴球半徑 /mm 10 注射速度 /(g? s1? ) 95 定出行程 /mm 80 塑化能力 /(kg? h1? ) 40 頂出力 /kN 15 鎖模力 /kN 80 油泵電動(dòng)機(jī)功率 /kW 11 拉桿間距 /(mm mm) 320 320 加熱功率 /kW 6 模板行程 /mm 380 機(jī)器重量 /t 模具最小厚度 /mm 170 外形尺寸 /（ m m m） 定位孔直徑 /mm 300 18 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 原則 本次設(shè)計(jì)的塑件主要從經(jīng)濟(jì)性確定。 小批量生產(chǎn)時(shí)，宜取單型腔或少型腔，大批量生產(chǎn)時(shí)采用多型腔。此次設(shè)計(jì)的塑件是小批量生產(chǎn)，因此采用一模兩腔，即一次注射成型兩 個(gè)塑料制件。 當(dāng)所有型腔不在同一時(shí)間充滿(mǎn)時(shí)，是得不到尺寸正確和物理性能良好的塑件的。為此 ，必須對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行平衡 。用平衡的澆注系統(tǒng) 的特點(diǎn)是：從分流道到澆口及型腔，其形狀、長(zhǎng)度尺寸、圓角、模避的冷卻條件都完全相同。 模具閉合是型腔與型 面稱(chēng)之為分型面。為 芯相接觸的表了便于脫模，分型面的位置應(yīng)設(shè)置在塑件斷面尺寸最大的地方，還要不影響制品的外觀(guān)。 根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特征，選定水平分型面。 澆注系統(tǒng)一般由主流道 、分流道、澆口、冷料井四部分組成。 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到成型材料的工藝特。澆口的位置 、數(shù)量的設(shè)計(jì)要有利于與熔體的流動(dòng)。應(yīng)盡量縮短熔體到型腔的流程，以減少壓力損失。 避免高壓熔體對(duì)型芯和嵌件的沖擊，以防止型芯的變形或嵌件的位移。盡量減少澆注系統(tǒng)的冷凝料的產(chǎn)生，減少原料的損耗 。澆口的設(shè)置要便于冷凝料的去除，不影響塑件的外觀(guān)。 注射機(jī)噴嘴的塑料熔體，穩(wěn)定而順利地流入并充滿(mǎn)全部型腔，同時(shí)在充模過(guò)程中將注射壓力傳遞到型腔的各個(gè)部分，以保證塑件的完整成型。 、型腔的結(jié)構(gòu)及固定 （ 1）型芯、型腔 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為了便于熱處理和節(jié)約優(yōu)質(zhì)模具鋼，型芯、型腔多采用 整體鑲塊式結(jié)構(gòu)。如果結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了便于制造， 除采用鑲塊式外，局部還采用鑲拼結(jié)構(gòu)。 （ 2）型芯和型腔都可以通過(guò)套板臺(tái)階方式固定，型芯或型腔中的小鑲件用臺(tái)階或鉚接固定。 19 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 頂出機(jī)構(gòu) 因塑件的脫模要求的不同而有所變化，但對(duì)頂出機(jī)構(gòu)所應(yīng)達(dá)到的基本要求是不一致的：使塑件在定出過(guò)程中不會(huì)損壞變形；保證塑件在開(kāi)模的過(guò)程中留在設(shè)置有頂出機(jī)構(gòu)的 動(dòng)模內(nèi)；若塑件留在定模內(nèi)，則要在定模上設(shè)置頂出機(jī)構(gòu)。其中，一次頂出機(jī)構(gòu)是最常用的頂出機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)只需要一次動(dòng)作就能使塑件脫模。 脫模機(jī)構(gòu)的動(dòng)力一般來(lái)自于注射機(jī)的推出機(jī)構(gòu)，故脫模機(jī)構(gòu)一般設(shè)置在注射模的動(dòng)模內(nèi)。脫模機(jī)構(gòu)應(yīng)盡 量簡(jiǎn)單可靠，有合理的推出距離。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)一般采用導(dǎo)柱導(dǎo)套機(jī)構(gòu) 。導(dǎo)柱應(yīng)合理均勻布置在模具放下面的四周，導(dǎo)柱中心至模具外緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具強(qiáng)度。 為了保證動(dòng)模和定模只能按一個(gè)方向合模，導(dǎo)柱的布置方式應(yīng)采用等直徑導(dǎo)柱的不對(duì)稱(chēng)布置或不等直徑的對(duì)稱(chēng)布置。導(dǎo)柱一般設(shè)在有型芯的一邊，可以保護(hù)型芯不受損壞；導(dǎo)柱設(shè)在定模一邊，變于塑件脫模。對(duì)于脫模機(jī)構(gòu)為推板推出的模具，有推板的一邊一定要設(shè)有導(dǎo)柱。對(duì)于點(diǎn)澆口的三板模、斜導(dǎo)柱和滑塊均在定模的模具，導(dǎo)柱一般要設(shè)在定模一邊。為使導(dǎo)柱能順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)柱端部應(yīng) 做成錐形或半球形，導(dǎo)柱的前端也應(yīng)倒角。 20 西華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 用 MOLDWIZARD對(duì)塑件進(jìn)行模具設(shè)計(jì) 在進(jìn)行塑件模具設(shè)計(jì)時(shí) ，必須先將產(chǎn)品導(dǎo)入到模塊中。在 【 注塑模向?qū)?】 工具條中單擊 【 項(xiàng)目初始化 】 按鈕 ，選擇所需要分型的塑件文件，然后彈出 【 項(xiàng)目初始化 】 對(duì)話(huà)框，如圖 所示。 圖 61 【 項(xiàng)目初始化 】 對(duì)話(huà)框 在 【 項(xiàng)目初始化 】 對(duì)話(huà)框中，設(shè)置部件材料為 ABS,其收縮率會(huì)跟著變成所選材