【正文】 直接影響了塑料的塑化以及塑件的質(zhì)量。料筒溫度、噴嘴溫度主要影響塑料的塑化和流動(dòng)，而模具溫度則影響塑料的流動(dòng)和冷卻定型。 材料的注射參數(shù) 在注射成型中，影響工藝的重要參數(shù)主要有：溫度，壓力以及時(shí)間。 根據(jù)各種不同的應(yīng)用，可使 ABS 中三種組成成分（即 丙烯腈，丁二烯和苯乙烯 ）之間比例不同，從而達(dá)到不同的性能要求以適應(yīng)不同的塑件使用要求。模具宜加熱，應(yīng)選用耐磨鋼；料溫對(duì)塑件質(zhì)量影響較大，料溫過低會(huì)造成缺料，表面無(wú)光澤，銀絲紊亂料溫過高易溢邊，出現(xiàn)銀絲暗條，塑件變色起泡；模溫對(duì)塑件質(zhì)量影響很大 ，模溫低時(shí)收縮率，伸長(zhǎng)率，抗沖擊強(qiáng)度大，抗彎，抗壓，抗張強(qiáng)度低。ABS有以下一些物理特性： 綜合性能較好 ， 沖擊強(qiáng)度較高 ， 化學(xué)穩(wěn)定性 ，電性能良好；有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別；流動(dòng)性比HIPS 差一點(diǎn)，比 PMMA、 PC等好，柔韌性好；適于制作一般機(jī)械零件 ， 減磨耐磨零件 ， 傳動(dòng)零件和電訊零件。 材料的物理特性 塑料 ABS 無(wú)毒、無(wú)味，外觀呈象牙色半透明，或透明顆粒或粉狀。尺寸穩(wěn)定性。 ABS樹脂制品表面可以拋光，能得到高度光澤的制品。由于具有三種組成，而賦予了其很好的性能；丙烯腈賦予 ABS樹脂的化學(xué)穩(wěn)定性、耐油性、一定的剛度和硬度；丁二烯使其韌性、沖擊性和耐寒性有所提高；苯乙烯使其具有良好的介電性能，并呈 19 現(xiàn)良好的加工性。 材料的特性 塑料 ABS 樹酯是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將 PB， PAN，PS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來，兼具韌， 硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。 在其中， ABS樹脂 作為 五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工 、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點(diǎn)，容易涂裝、著色，還可以進(jìn)行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、電子電器、 儀器儀表、 紡織 和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。 在模具設(shè)計(jì)階段利用 MoldFlow軟件的分析功能，合理設(shè)計(jì)模具系 統(tǒng)和澆口位置，避免一些潛在的問題，減少試模、修模次數(shù)，提高了一次試模成功率，并提高了制品的質(zhì)量，縮短了設(shè)計(jì)制造周期和產(chǎn)品開發(fā)周期 [20]。通過對(duì)不同澆注系統(tǒng)的分析比較，選擇最佳的澆注系統(tǒng)布局。最佳澆口確定后可進(jìn)一步進(jìn)行填充（ FiU)分析。運(yùn)用 CAE軟件如 MoldFlow可以模擬塑料熔體在型腔中的填充、保壓、冷卻過程，其結(jié)果對(duì)優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)和注塑工藝參數(shù)有重要的指導(dǎo)意義，可提高一次試模的成功率。從而為模具設(shè)計(jì)人員進(jìn)行模具設(shè)計(jì)和注塑人員進(jìn)行注塑工藝調(diào)整提供依據(jù)。因此選擇合理的澆口位置及尺寸在模具設(shè)計(jì)中是十分重要的；注塑制品質(zhì)量可通過澆口位置的優(yōu)化而得到顯著提高 [18]。實(shí)踐證明，塑料注射成型數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)加快塑料制品的新產(chǎn)品開發(fā)、提高塑料制品質(zhì)量、降低成本起著關(guān)鍵作用。 塑料注射成型技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 Moldflow的仿真模擬分析 Autodesk Moldflow仿真軟 件 具有注塑成型仿真工具，能夠幫助 使用者 驗(yàn)證和優(yōu)化塑料零件、注塑模具和注塑成型流程 ， 能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)人員、模具制作人員、工程師提供指導(dǎo)，通過仿真設(shè)置和結(jié)果闡明來展示壁厚、澆口位置、材料、幾何形狀變化如何影響可制造性。 UG的 MOLDWIZARD模塊針對(duì)注射模具設(shè)計(jì)特點(diǎn)，開發(fā)一系列功能指令，使設(shè)計(jì)更輕松。用戶還可根據(jù)自己的需要定義和擴(kuò)展 MoldWizard的庫(kù)，并不需要具備編程的基礎(chǔ)知識(shí)。 MoldWizard用全參數(shù)的方法自動(dòng)處理那些在模具設(shè)計(jì)中耗時(shí)而且難做的部分，而產(chǎn)品參數(shù)的改變將反饋到模具設(shè)計(jì)， MoldWizard會(huì)自動(dòng)更新所有相關(guān)的模具部件。 在利用 ug進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)時(shí) MoldWizard是 UG軟件中設(shè)計(jì)注塑模具的專業(yè)模塊 [17]。 NX 允許制造商以數(shù)字化的方式仿真、確認(rèn)和優(yōu)化產(chǎn)品及其開發(fā)過程。 UG的注塑模具設(shè)計(jì) Unigraphics即是我們所熟知的 UG， 這是一個(gè)交互式 CAD/CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造 )系統(tǒng)，它功能強(qiáng)大，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)。 設(shè)計(jì)以及仿真軟件的使用 隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的發(fā)展越來越快，各種輔助軟件也應(yīng)運(yùn)而生[1516]。其特點(diǎn)是將人的創(chuàng)造能力和計(jì)算審的高速運(yùn)算能力、巨大存儲(chǔ)能力和邏輯判斷能力有審地結(jié)合起來。 CAD/CAE/CAM 技術(shù)以計(jì)算機(jī)及周邊設(shè)備和系統(tǒng)軟件為基礎(chǔ)，它包括二維繪圖設(shè)計(jì)、三維幾何造型設(shè)計(jì)、 有限元分析 （ FEA）及優(yōu)化設(shè)計(jì)、數(shù)控加工編程（ NCP）、 仿真 模擬及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（ PDM） 等內(nèi)容。 14 圖 單分型面注射模結(jié)構(gòu) [13] CAD/CAE/CAM 技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用 注塑模具設(shè)計(jì)是典型的設(shè)計(jì)分析一體化過程 [14]。成型零件是指構(gòu)成制品形狀的各種零件，包括動(dòng)模、定模和型腔、型芯、成型桿以及排氣口等。其中澆注系統(tǒng)和成型零件是與塑料直接接觸部分，并隨塑料和制品而變化，是塑模中最復(fù)雜，變化最大，要求加工光潔度和精度最高的部分。 模具的結(jié)構(gòu)雖然由于塑料品種和性能、 塑料制品 的形狀和結(jié)構(gòu)以及注射機(jī)的類型等不同而可能千變?nèi)f化，但是基本結(jié)構(gòu)是一致的。通常的注射模有以下幾種結(jié)構(gòu)形式：?jiǎn)畏中兔孀⑸淠＃ɑ蚍Q二板式注射模） 。注射時(shí)動(dòng)模和定模閉合構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng)，開模時(shí)動(dòng)模和定模分離，取出塑件。 注射模的結(jié)構(gòu)是由塑件的復(fù)雜程度和注 射機(jī)的形式等因素決定的。 13 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 常規(guī)型注射模是指成型熱塑料最常用的注射模，它是最基本的一種注射模，其他型注射模都是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)或補(bǔ)充而發(fā)展起來的。模具壽命的高低在一定程度上反映一個(gè)地區(qū)、一個(gè)國(guó)家的冶金工業(yè)、機(jī)械制造工業(yè)水平。模具壽命與模具類形和結(jié)構(gòu)有關(guān)，它是一定時(shí)期內(nèi) 模具材料 性能、模具設(shè)計(jì)與制造水平。 模具壽命指在保證制件品質(zhì)的前提下，所能成形出的制件數(shù)。由于模具在工作時(shí)分上模、下模兩部分，故在四種精度中以上、下模間相互位置精度最為重要。 圖 按塑料品種選用模具鋼 圖 常見塑料注塑壓力表（ MPa） [10] 12 圖 常用塑料注射時(shí)型腔的平均壓力（ MPa） [10] 模具的精度和壽命 模具精度包括加工上獲得的零件精度和生產(chǎn)時(shí)保證產(chǎn)品精度的質(zhì)量意識(shí)，但通常所講的模具精度，主要是指模具工作零件的精度。而成型件由 于結(jié)構(gòu)復(fù)雜 , 要求工件的尺寸精度高 ,表面 11 粗糙度值低 ,接縫密合性好 ,對(duì)模具材料的力學(xué)性能、耐磨性及加工工藝都提出了專業(yè)要求。另一類為成型件 : 包括型腔、型芯、嵌鑲件等。塑料模具已向精密化、大型化和多腔化的方向發(fā)展 ,對(duì)塑料模具鋼的性能的要求越來越高 ,塑模鋼的性能應(yīng)根據(jù) 塑料種類、 生產(chǎn)批量、尺寸精度和表面質(zhì)量的要求而定。 未來模具行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) （ 1）模具市場(chǎng)全球化，模具生產(chǎn)周期進(jìn)一步縮短 （ 2）模具 CAD/CAM向集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展 （ 3）模具技術(shù)向高速加工、硬銑削和復(fù)合加工方向發(fā)展 （ 4）模具產(chǎn)品將向大型、精密、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展 （ 5）模具種類向熱流道、氣輔模具及適應(yīng)高壓注塑成型工藝方向發(fā)展 （ 6）快速經(jīng)濟(jì)模具前景十分廣闊 （ 7）優(yōu)質(zhì)模具材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)受到重視 （ 8）汽車、 IT電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展影響模具市場(chǎng)景氣 （ 9）模具產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)還需進(jìn)一步調(diào)整 模具材料的選擇 隨著塑料制品在工業(yè)及日常生活 中的應(yīng)用越來越廣泛，塑料模具工業(yè)對(duì)模具 鋼的需求也越來越大。 （ 9）各類模具的標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)指導(dǎo)性文件不齊全，特別是與國(guó)際市場(chǎng)接軌的各類模具國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)缺口大。 （ 7）模具新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料推廣應(yīng)用緩慢，特別是國(guó)內(nèi)自行開發(fā)的模具新材料大多至今未能推廣應(yīng)用。 （ 5）模具壽命偏低，使模具費(fèi)占產(chǎn)品成本比率過高且長(zhǎng)期居高不下。 （ 3）模具制造的專業(yè)化程度和集中度有待進(jìn)一步提高。為更新和提高裝備水平，模具企業(yè)每年都需進(jìn)口幾十億元的設(shè)備。 9 國(guó)內(nèi)模具行業(yè)發(fā)展存在的問題 近年來，隨著國(guó)際交往的日益增多和外資在中國(guó)模具行業(yè)的投入日漸增加，中國(guó)模具已經(jīng)與世界模具密不可分，中國(guó)模具在世界模具中的地位和影響越來越重要 [7]。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人民收入水平的提高，對(duì)汽車、電子消費(fèi)產(chǎn)品、家電等的需求不斷增加，使得這些行業(yè)近年來進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展的階段，成為我國(guó)模具行業(yè)迅速發(fā)展的一個(gè)重要原因。經(jīng)過 20多年的發(fā)展 ,中國(guó)的模具工業(yè)已有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。 國(guó)內(nèi)模具行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模情況我國(guó)模具行業(yè)盡管起步較早，但初期一直作為下游生產(chǎn)企業(yè)的附屬企業(yè)，模具商品流通率較低，限制了模具企業(yè)的發(fā)展。我國(guó)的模具工業(yè)的發(fā)展，也日益受到人們的關(guān)注和重視。模具又是 “ 效益擴(kuò)大器 ” ，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上 百倍。 1 研究背景 國(guó)內(nèi)外模具發(fā)展現(xiàn)狀 在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中 60%～80%的零部件都要依靠模具成型。成品頂出后，模具再閉合進(jìn)行下一次注塑，整個(gè)注塑 8 進(jìn)程循環(huán)進(jìn)行。其中，公司使用的產(chǎn)品成型方式是注塑成型。根據(jù)加工精度不同，最終可將模具統(tǒng)分為普通精度模具和精密模具兩大類。模具加工是材料成型的重要方式之一，與機(jī)械加工相比，具有工序少、材料利用率高、能耗低、易生產(chǎn)、效益高等優(yōu)點(diǎn)，因而 在汽車、能源、機(jī)械、電子、信息、航空航天工業(yè)和日常生活用品的生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。s manufacturing important symbol. In China, the plastics industry as a whole, stable and healthy development of the national economy to achieve leapfrog development, for decades of economic indicators showing significant increase, ranking third in the total output value of light industry exports ranks fifth in the sustainable development of the national economy has bee one of the important pillar injection mold design and mold production is a key aspect of the design is good or bad effect on the ultimate impact of the production of the mold. With the development of CAD / CAM technology, mold design has 7 bee more intelligent, automated. Key words: Injection molding, development, CAD/CAM, Moldflow 鼠標(biāo)外殼上蓋注塑模設(shè)計(jì) 塑料模具是成型塑料制品的工藝裝備或工具。隨著 CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，模具設(shè)計(jì)也變得更加智能化、自動(dòng)化。 在我國(guó)，塑料工業(yè)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體穩(wěn)定健康發(fā)展實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，連 續(xù)十年經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)大幅遞增，總產(chǎn)值居輕工行業(yè)第三位，出口居第五位，已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展重要的支柱產(chǎn)業(yè)之一 [2]。 1 目 錄 摘要………………………………………………………………………… 1 ABSTRACT…………………………………………………………………… 2 0 引言……………………………………………………………………… 3 1 研究背景………………………………………………………………… 4 1． 1 國(guó)內(nèi)外模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀…………………………………………… 4 1． 1． 1 國(guó)內(nèi)模具行業(yè)發(fā)展存在問題……………………………………… 4 1． 1． 2 未來模具行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)…………………………………………… 6 1． 2 模具材料的選擇……………………………………………………… 6 1． 3 模具的精度和壽命…………………………………………………… 8 1． 4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………… 9 1． 5 CAD/CAE/CAM 技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用 ………………… 10 1． 設(shè)計(jì)以及仿真軟件的應(yīng)用……………………………………… 11 1． UG 的注塑模設(shè)計(jì)……………………………………………… 11 1． Moldflow 的仿真………………………… …………………… 13 2 注射材料的選取及其注射參數(shù)……………………………………… 14 常用注塑材料及其選取………………………………………… 14 材料的特征…………………………………………………… 14 材料的物理特性…………………………………………… 15 材料的成型特性……………………………