【文章內容簡介】 進口大于出口，致使模具外貿逆差一年比一年大。 ****本科生畢業(yè)設計（論文） 2 CAD 即計算機輔助設計的英文簡稱 (Computer Aided Design)。注塑模 CAD 系統(tǒng)中數(shù)據(jù)可分為組合數(shù)據(jù)和基本數(shù)據(jù)，可將組合數(shù)據(jù)逐層分解至基本數(shù)據(jù)為止。根據(jù)這種分解模式，可以對總體、部件、詳細數(shù)據(jù)這三類數(shù)據(jù)分別進行處理。 本次畢業(yè)設計的題目為顯示器座組件之二注塑模的設計，電腦外殼，臺燈外殼等是日常生活中很常見的 模具 ，此設計選擇了生活中很常見的模具顯示器底座。本次 設計的目的在于檢驗理論的認知，并且將理論與實踐相結合，培養(yǎng)自己的創(chuàng)新思維，設計能力，并且在設計過程中增強對 Pro/E 和 CAD 等軟件的操作熟練程度，并且使用了 EMX、燕秀等工具，讓我知道我們平時使用的軟件功能強大，還需要自己不斷發(fā)掘，使我認識到提高使用軟件解決實際問題的能力的必要性，我會進一步掌握模具設計的方法和過程，為接下來繼續(xù)讀研深造夯實基礎。本設計主要內容包括： 、塑料的性能分析； ； ； 、零件工作圖設計； 。 ****本科生畢業(yè)設計（論文） 3 第 一 章 塑件成型工藝分析 塑件結構特征 外形尺寸 此 塑件屬于中等 型號 ，整體投影為 一個長方形 ， 長方形的 最大長度 為 92mm，最大寬度為 85mm， 最大高度 為 25mm， 中間凸起部分形狀是圓形，塑件 厚度 均勻， 都為 3mm。塑件內部 含有 兩個倒鉤 ， 并且倒鉤兩端有凸臺擋住，只能 采用內抽芯機構 ，內抽芯行程較短 。塑料熔體流程 長 ，材料 是 熱塑性塑料， 通常用 注射成型。 精度等級 該塑件整體結構較 復雜，大部分都是 曲面 特征 。尺寸精度要求 一般 ， 但 外 表面粗糙度 要求較高，內部 要求較 低 ，再結合其材料性能，精度等級 可 選 為 IT5 級。 脫模斜度 ABS 是一種熱塑性材料，它 的成性收縮率不大，流動性為中性，為 確保 注射充型流暢，根據(jù) 參考文獻 [1]表 210 常用塑件的脫模斜度查得 ABS 的脫模斜度選為 1176。 塑 件 結 構 正、反面 分別 如圖 和圖 所示 ： 圖 反面圖 ****本科生畢業(yè)設計（論文） 4 圖 正面圖 塑料 ABS 名稱 及其 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，這丙烯腈 、 丁二烯 、 苯乙烯 之比 為 20： 30： 50(熔點為 175℃ )。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械性能，如優(yōu)良的電性能、耐磨性，尺寸穩(wěn)定性、耐化學性和表面光澤等，且易于加工成型。缺點是耐候性，耐熱性差，且易燃。 成型性能 （ 1）無定型塑料 ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強度、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性；苯乙烯易加工、高光潔度及高強度。應按照品種來確定成型方法及成 型條件。 （ 2）吸濕性強 ABS 是吸水的塑料，于室溫下， 24 小時可吸收 %~%水分，雖然這種水分不至于對機械性能構成重大影響，但注塑時若濕度超過 %，塑料表面****本科生畢業(yè)設計（論文） 5 會受大的影響，所以對 ABS 進行成型加工時，一定要事先干燥，而且干燥后的水分含量應小于 %。 （ 3）流動性中等 溢邊料 。 （ 4）其它性能 ABS 在比較寬廣的溫度范圍內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，若經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用領域， ABS 若與 MMA摻混可制成透明 ABS，透光率可達 80%。 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。 ABS 的主要性能指標 ABS 其性能指標 如 表 所示 ： 表 ABS 的性能指標 性 能 數(shù)值 性能 數(shù)值 密度 /（ g/cm3 ） ～ 抗拉屈服強度 /MPa 50 質量體積 /（ cm3 /g） ～ 拉伸彈性模量 /MPa 103 吸水率 /%（ 24h） ～ 抗彎彈性模量 /MPa 103 收縮率 /% ～ 沖擊韌度（缺口） / 58 熱變形溫度 /℃ 54 熔點 /℃ 130～ 160 ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施 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、充分預干燥。 ****本科生畢業(yè)設計（論文） 6 ABS 的注射成型過程 （ 1）成型前的準備 對 ABS 的 色澤、粒度、和均勻度等進行檢驗，由于 ABS 吸水性 較大，成型前應進行充分的干燥。這樣不但能消除水汽造成的制件表面煙花狀泡帶、銀絲，而且還有助于塑料的塑化，減少制件表面色斑和云紋。需要控制水分在 %以下。 （ 2）注射過程 塑件在注射機料筒內經過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔成型，其過程可分為沖模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。 （ 3）塑件后的出理 處理的介質為空氣和水，處理溫度為 60750 C，處理時間為1620s。 注射 成形 的 工藝參數(shù) 在塑料注射成型過程中，工藝條件的選擇和控制是保證成型順利進行和塑件質量的關鍵因素之一。 溫度 注射成形過程控制需要控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度等，前兩種溫度主要影響塑料的塑化和流動，而后一種溫度主要影響塑料的充模和冷卻定形。 （ 1） 料筒溫度 為了保證塑料熔體的正常流動而又不是塑料發(fā)生變質分解，料筒最合適的溫度范圍應高于 Tm，但也不許低于塑料的分解溫度 Td。 （ 2）噴嘴溫度 噴嘴溫度通常率低于料筒的最高溫度，這是為了防止熔料在噴嘴處產生的流涎現(xiàn)象。 （ 3）模具溫 度 模具溫度對塑料熔體在型腔內的流動和塑料制品的內性能與表面質量影響很大。模具溫度的高低決定于塑料的特性，塑件尺寸與結構、性能要求及其他工藝條件等。模具溫度通常是由通入定溫的冷卻介質來控制的 ,也有靠熔料注入模具自然升溫和自然散熱得到平衡而保持一定的模溫 。 壓力 注射成形過程中的壓力包括塑化壓 、注射壓力、保壓壓力和型腔壓力四種。 他們 直接影響到 到 塑料的 塑化和 塑件 質量。 （ 1）塑化壓力 塑化壓力是指采用螺桿式注射機時，螺桿頂部塑料熔體在螺桿旋轉后退時所受的壓力，亦稱 背 壓， 所代表的是塑料塑化過程中承 受的壓力。 其大小可以通過液壓系統(tǒng)中的溢流閥來調整 。保證塑件質量的前提下，其大小一般不大于 2MPa. （ 2）注射壓力 注射壓力是指柱塞或螺桿頂部對塑料熔體所施加的壓力。其作用是克服熔體流動充模過程中的流動阻力，是熔體具有一定的充模速率 。 在同樣條件下，****本科生畢業(yè)設計（論文） 7 高壓注射時，注射速率高；反之，低壓注射時則注射速率低。 （ 3） 保壓壓力 型腔充滿后，注射壓力作用于對模內熔體的壓實的壓力，其大小等于或小于注射時所用的注射壓力。 （ 4） 型腔壓力 它是注射壓力經過噴嘴、流道、澆口等的損失后，作用于型腔單位面積上的壓力， 一般是注射壓力的 ~ 倍，大約為 20~40MPa。 時間 完成一次注射成形所需要的時間，稱為成 型 周期。它包括以下幾部分： （ 1）注射時間 充模時間（柱塞或螺桿前進的時間） 保壓時間（柱塞停留在前進位置的時間）； （ 2） 合 模冷卻時間 柱塞后退的時間； （ 3）其它時間 指開模、脫模涂拭脫模劑、安放嵌件和模具等。成形周期直接影響生產效率和設備利用率，盡量在整個成形周期中，注射時間中的充模時間不長，一般不超過 10s，保壓時間較長，一般為 20120s。冷卻時間的長短應以保證塑料制品脫模時間不引起變形為原則，一般為 30120s。此外，在成型過程應盡可能縮短開模、脫模等其它時間，以提高率生產率 。 1 .5 技術要求及工藝性分析 該產品用于 顯示器的底座 ,要求具有絕緣性的作用。該產品精度及表面粗糙度要求為一般精度。 該產品為 中 批量生產，故設計的模具要有較高的注塑效率，澆注系統(tǒng)要能自動脫模，可采用推桿自動脫模結構。由于該塑件屬于中等大小尺寸，所以模具采用一模一腔的結構， 由于材料表面不允許有較大的痕跡，所以選擇用點澆口的形式 。 化學性能要穩(wěn)定，絕緣性要好，要宜于成形加工等，閉彎折不容易產生損壞和斷裂現(xiàn) 象。塑件表面要求無飛邊或縮孔現(xiàn)象。 ****本科生畢業(yè)設計（論文） 8 第二章 擬定模具結構形式 分型面位置的確定 塑件設計 的 階段，應考慮 到 成型時分型面的位置 和 形狀，否則 無法正確的用 模具成型。在模具設計 的 階段， 首先應該 確定分型面的位置， 然后再 選擇模具的結構。分型面設計是否合理，對塑件 的 質量、工藝操作 是容 難易 以及 模具的設計制造都有很大影響。因此，分型面的選擇是 注塑模 設計中的一個關鍵因素。 分型面的選擇原則 ： （ 1）有利于保證塑件的外觀質量； （ 2）分型面應 該 選擇在塑件的最大截面處； （ 3）盡可能使塑件留在動模一側； （ 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）長型芯應置于開模方向； （ 8）有利于排氣； （ 9）有利于簡化模具結構。 該塑件在進行模具設計時已經充分考慮了上述原則，通過對塑件結構形式的分析，分型面應選在截面積最大且有利于開模取出塑件的底平面上，分型面的選擇如圖 所示 。 圖 分型面的選擇 ****本科生畢業(yè)設計（論文） 9 分型面設計有以下的特點 （ 1）這樣的設計保證了分模時塑件留在動模一側； （ 2）模具結構相對簡單，塑件成型精度可靠； （ 3）便于塑件脫模。 型 腔數(shù)量及排列方式的確定 一般來說，大、中型塑件和精度要求高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結構，但對于精度要求不高的小型塑件（沒有配合精度要求），形狀簡單，又是大批量生產時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產效率大為提高。由于該塑件屬于 尺寸較大的零件 ，所以模具采用一模一腔的結構。 由于該模具選擇的是一模一腔，故其流道處在型腔中心，澆口也處于型腔中心， 所以可以采用主流道直接進料，即直澆口，直澆口的尺寸較大，壓力及熱量損失較小，可用于成型單型腔模具，適用于大型桶，盆、箱、 TV 后殼等類塑件。 模具結 構形式的確定 由以上的分析可知，該模具外觀質量要求較高，從該塑件的外部特征可以看出塑件外形是圓弧形狀，而整體投影為 長方形 ，內部 兩 個倒鉤，此處只能采用內側抽芯機構。內部 側向抽芯機構有 幾種 形式：彎銷 滑塊 側向抽芯、斜滑塊 內 側向抽芯 、 斜推桿 導滑的內 側向抽芯 及擺桿內側抽芯 。本設計采用斜 推桿 側向抽芯機構，并初步擬定采用 一模 一腔單分型面的模具結構形式。根據(jù)塑件結構形狀，推出機構初選為推件板推出或者推桿推出。澆注系統(tǒng)設計時候，流道設置在中心位置，澆口采用 直身點 澆口，處在 塑件突出圓的頂端 位置。 ****本科生畢業(yè)設計（論文） 10 第 三章 注射機型號的 確定 注射模是安裝在注射機上使用的工藝裝備，因此設計注射模應該詳細了解注射機的技術規(guī)范，才能設計出符合要求的模具。 注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結構形式及初步估算外形尺寸的前提下，設計人員應該對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模厚、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離等進行計算。根據(jù)這些參數(shù)，選擇一臺和模具匹配的注射機，倘若用戶已經提供了注射機的型號和規(guī)格，設計人員必須對其進行校核，若不能滿足要求，則必須自己調整或于用戶取得商量調整。 所需注射量的計算 塑件質量、體積計算 對于該設計 ,首先用 Pro/ 對此零件建立塑件模型，并通過此軟件分析，塑件質量屬性 如 圖 所示。 圖 塑件質量屬性 ****本科生畢業(yè)設計（論文） 11 塑料制件體積 V塑 ＝ ； 塑料制件質量 M塑 ＝ 。 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料在設計之前是不能確定準確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經驗按照塑件提及的 倍來估算。由于 這次設計流道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的 倍來計算，同時由于該模具采用一模一腔，所以，澆注系統(tǒng)凝料體積為： V2= V塑 ＝ = cm3┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄（ ） 該模具一次注射所需要的 AB