【正文】 耐蝕鋼 4Cr1 9Cr1 9Cr18MoV、 Cr14Mo、Cr14MoV 要求耐腐蝕及表面要求較高的模具 沉淀硬化不銹鋼 177PH、 PH157Mo、 PH148Mo、AM350、 AM355 馬氏體時效鋼 Ni18Co8Mo5TiAL、 Ni20Ti2AINb、Ni25Ti2AlNb、 Cr5Ni12Mo3TiAl 復(fù)雜、精密、耐磨、耐腐蝕、超鏡面的模具 成型件鋼材的熱處理成型 （ 1）成型件用的鋼材均應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理以消除內(nèi)應(yīng)力； （ 2）成型表面有粗糙度要求的非亞光面的零件材料，其熱處理后的表面硬度最低不的底于 HRC32，一般均應(yīng)達(dá)到 HRC45 以上，否則難以達(dá)到拋光效果； （ 3）精密、復(fù)雜、小型的型腔、型芯、鑲件可選用 65Nb、 CG2和 012Al。因此，其使用比較廣泛，對 ABS 的幾種應(yīng)用環(huán)境及所選用的鋼材進(jìn)行對比后，并在其中選擇比較適合本次設(shè)計(jì)的材料，因此應(yīng)該選用的鋼材型號為 45 鋼。 在實(shí)際模具設(shè)計(jì)中可參考表 41選擇合適的模具鋼材。 （ 2）拋光性能優(yōu)良。 由源文件零件圖可知有兩個圓孔。由于注射成型中常常讓塑件留在凹模上，所以，凸模上裝有頂出機(jī)構(gòu)，以便塑件脫模?；谡w結(jié)構(gòu)凹模的這些特點(diǎn)和塑件形狀及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)的凹模采用整體結(jié)構(gòu)的凹模，材料選用 45鋼調(diào)質(zhì)加工。相同的鋼材截面尺寸、比強(qiáng)度較高。 整體結(jié)構(gòu)的凹模，結(jié)構(gòu)簡單易于制造，牢固，不易變形。 凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模又名陰模，是成型塑件外表面的部件。成型零件在充模保壓階段承受很高的型腔壓力，作為高壓容器，它的強(qiáng)度和剛度必須在容許值之內(nèi)。在開模和脫模時需克服與塑件的粘著力。成型零件承受高溫高壓塑料熔體的沖擊和摩擦。 圖 31 第四章 成型件設(shè)計(jì) 13 第四章 成型件設(shè)計(jì) 成型件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 注塑模具閉合時 ,成型零件構(gòu)成了成型塑料制品的型腔。通過以上分 析可知，制品的總體要求不是很高，加工和成形都可以得到保證。壁厚均勻，整體較薄，有利于成形。從外形上看，該制品大部分由圓弧組成。 ABS 塑料主要的性能指標(biāo)： 密度 () —— 收縮率 % ~ 熔 點(diǎn) ℃ 130~160 熱變形溫度 45N/cm 65~98 彎曲強(qiáng)度 Mpa 80 拉伸強(qiáng)度 MPa 35~49 拉伸彈性模量 GPa 彎曲彈性模量 Gpa 壓縮強(qiáng)度 Mpa 18~39 缺口沖擊強(qiáng)度 kJ/㎡ 11~20 第三章 塑件設(shè)計(jì)及分析 11 硬 度 HR R62~86 體積電阻系數(shù) Ω cm 1013 擊穿電壓 15 介電常數(shù) ABS 的注射成型工藝參數(shù) : 注塑機(jī)類型：螺桿式 噴嘴形式： 通用式 料筒一區(qū) 150—— 170 料筒二區(qū) 180—— 190 料筒三區(qū) 200—— 210 噴嘴溫度 180—— 19 模具溫度 50—— 70 注塑壓 60—— 100 保壓 40—— 60 注塑時間 2—— 5 保壓時間 5—— 10 冷卻時間 5—— 15 周期 15—— 30 后處理 紅外線烘箱 溫度（ 70） 時間（ —— 1） 收縮率 ABS具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，流動性好，易于成型，成型收縮率小，理論計(jì)算收縮率為 %，溢料值為 ，比熱容較低，在模具中凝固較快，模塑周期短，制件尺寸穩(wěn)定，表面光澤 。因此 ABS 樹脂具有突出的力學(xué)性能和良好的綜合性能。 表 3 ABS塑料涂料的性能特點(diǎn) 項(xiàng)目 AP1 塑料黑漆 塑－ 1 清漆 塑－ 1 各色磁漆 丙烯酸金屬閃光漆 丙烯酸彩色透明漆 特性 能常溫干燥、涂膜堅(jiān)硬耐磨、防潮 漆膜光亮，堅(jiān)硬耐磨，附著力好 漆膜顏色鮮艷，耐水、耐磨，附著力好 漆 膜 光亮，耐磨，附著力好 漆膜光亮透明，耐磨性好 用途 用于ABS、PS 、PVC、HIPS 塑料涂裝 用于ABS、 PS塑料涂裝 用于ABS、 PS塑料涂裝 用于 ABS 塑料涂裝 用于 ABS 塑料涂裝 廣東石油化工學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)：摩托車頭盔模具設(shè)計(jì) 10 外觀 黑色 透明 各色 各色 透明 硬度 光澤 10 8～ 14 10～ 15 耐水性/h 24 24 24 24 24 耐醇性/次 60 20 20 50 50 ABS 的成型特性與工藝參數(shù) 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 ABS 樹脂微黃色或白色不透明，是丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物。因靜電吸附的灰塵用一般吹氣法除去十分困難，采用高壓離子化空氣流同時除電除塵的效果較好。 第三章 塑件設(shè)計(jì)及分析 9 表 2 除油工藝配方及工藝 項(xiàng) 目 工藝參數(shù) 氫氧化鈉 (S/L) 50～ 70 磷酸鈉 (S/L) 20～ 30 碳酸鈉 (S/L) 10～ 20 表面活性劑 (S/L) 5～ 10 溫度 /℃ 50～ 60 處理時間 /min 10～ 15 （ 3） 除電和除塵 塑料制品是絕緣體，表面電阻一般在 1013Ω左右，易產(chǎn)生靜電。對 ABS 塑料件通常用汽油或酒精清洗，然后進(jìn)行化學(xué)除油。 表 1 整面處理配方及工藝 項(xiàng)目 工藝參數(shù) 丙酮 /份 1 水 /份 3 溫度 /℃ 室溫 處理時間 /min 15— 20 （ 2） 除油 ABS 塑料件表面常沾有油污、手汗和脫模劑，它會使涂料附著力變差，涂層產(chǎn)生龜裂、起泡和脫落。為了減少設(shè)備投資，可采用整面處理來改善表面狀況?？刹捎猛嘶鹛幚砘蛘嫣幚?，消除應(yīng)力。 2. ABS 塑料表面預(yù)處理 為了提高涂料在塑料表面的附著力和改善塑料外觀，涂裝前必須對塑料表面進(jìn)行預(yù)處理。塑料壓制成型后表 面狀態(tài)對外觀質(zhì)量有很大的影響。它具有苯乙烯熱塑性塑料的機(jī)械加工性、丁二烯的橡膠韌性、丙烯腈的耐化學(xué)腐蝕性。涂裝既可改善外觀，又可以延長塑料的使用壽命。在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上可代替部分有色金屬和輕金屬。亞太國際 ABS 汽車材料能夠滿足各種內(nèi)飾部件的使用要求，材料具備以下條件： 4. 易著色、噴涂 廣東石油化工學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì)：摩托車頭盔模具設(shè)計(jì) 8 ． 3 ABS 塑料涂裝工藝 近年來塑料制品在工業(yè)產(chǎn)品上得到了廣泛的應(yīng)用。通用級用于制造齒輪、軸承、把手、機(jī)器外殼和部件、各種儀表、計(jì)算機(jī)、收錄機(jī)、電視機(jī)、電話等外殼和玩具等；阻燃級用于制造電子部件，如計(jì)算機(jī)終端、機(jī)器外殼和各種家用電器產(chǎn)品；結(jié)構(gòu)發(fā)泡級用于 制造電子裝置的罩殼等；耐熱級用于制造動力裝置中自動化儀表和電動機(jī)外殼等；電鍍級用于制造汽車部件、各種旋鈕、銘牌、裝飾品和日用品；透明級用于制造度盤、冰箱內(nèi)食品盤等。通用級 ABS 不透水、燃燒緩慢，燃燒時軟化，火焰呈黃色、有黑煙，最后燒焦、有特殊氣味，但無熔融滴落，可用注射、擠塑和真空等成型方法進(jìn)行加工。 性能特點(diǎn) ABS 在一定溫度范圍內(nèi)具有良好的抗沖擊強(qiáng)度和表面硬度，有較好的尺寸穩(wěn)定性、一定的耐化學(xué)藥品性和良好的電氣絕緣性。 ABS 制品在加工中易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力的大小可通過浸入冰乙酸中檢驗(yàn)；如應(yīng)力太大和制品對應(yīng)力開裂絕對禁止，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。 ABS 的吸水率較高，加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理。 ABS 的熔體流動性比 PVC 和 PC 好，但比 PE、 PA及 PS 差，與 POM 和 HIPS 類似； ABS的流動特性屬非牛頓流體；其熔體粘度與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系，但對剪切速率更為敏感。 ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易產(chǎn)生降解；于戶外半年后，沖擊強(qiáng)度下降一半。 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。 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 的彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度屬塑料中較差的。 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 的耐磨性優(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 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 塑料 名稱化學(xué)名稱 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯塑料 英文名稱 Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic ． 1 ABS 塑料性能 一般性能 ABS 外觀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。 廣東石油化工學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)：摩托車頭盔模具設(shè)計(jì) 6 第三章 塑件設(shè)計(jì)及分析 制品材料性能 本塑件采用 ABS 材料，下面對其成型特性進(jìn)行分析。 表 21 常用熱塑性塑料成型時的模具溫度 塑料名稱 縮寫 模具溫度 塑料名稱 縮寫 模具溫度 醋酸纖維素 CA 20— 80 氯化聚醚 CPT 80— 110 聚氯乙烯 (硬 ) PVC 30— 60 聚碳酸酯 PC 90— 110 聚苯乙烯 PS 32— 65 聚甲醛共聚 POM 90— 120 改性聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA 40— 60 聚三氟氯乙烯 F3 110— 130 尼龍 1010 N1010 40— 80 聚全氟乙丙烯 F46 110— 130 苯乙烯 丁烯 丙烯睛共聚 ABS 50— 80 聚苯醚 PPO 110— 150 低壓聚乙烯 PE 60— 70 聚砜 PSF 130— 150 塑料是在注射機(jī)料筒內(nèi)加熱、在恒溫中塑化成為熔融狀態(tài)的粘流體后射入模具內(nèi)的。當(dāng)連續(xù)注射成型一段時間后，模具超過所需的范圍，則需冷卻降溫。 常用熱塑性塑料成型時的模具溫度可見表 21所示。 熱塑性 塑料注射模的特點(diǎn) 由于所成型的制品材料的不同，成型時模具溫度也各不相同。 牙?；蜣D(zhuǎn)苛模：塑件有內(nèi)、外螺紋（注意產(chǎn)品要防轉(zhuǎn)動） 定模設(shè)頂出機(jī)構(gòu)：產(chǎn)品開模后留于定模，前模設(shè)有頂出機(jī)構(gòu)：拉桿，拉板，液壓系統(tǒng)。 3）塑件結(jié)構(gòu)特殊，需要順序分型。應(yīng)用： 1）細(xì)點(diǎn)入水的單型腔或多型腔。 1 成型零部件 2 合膜導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 3澆注系統(tǒng) 4 頂出脫模機(jī)構(gòu) 5側(cè)向分型與側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 6排氣機(jī)構(gòu) 7 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 8支撐零部件 注塑模具典型結(jié)構(gòu)： 兩板模（大水口）：分流道開設(shè)在分型面上。 注塑成型工藝過程包括成型前的準(zhǔn)備，注射過程和塑件的后處理。 廣東石油化工學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)：摩托車頭盔模具設(shè)計(jì) 4 第二章 注塑模結(jié)構(gòu) 注塑成型原理及注塑過程 注 (射模 )塑 (或稱注射成型 )是塑料先在注塑機(jī)的加熱料筒中受熱熔融，而后由柱塞或往復(fù)式螺桿將熔體推擠到閉合模具的模腔中成型的一種方法。 塑料的注塑成型 注塑成型的簡單過程為：將粒狀或粉狀塑料經(jīng)注塑機(jī)的料斗加到加熱的料筒內(nèi)，塑料受熱熔融，在注塑機(jī)的螺桿或活塞的壓力推動下，經(jīng)噴嘴進(jìn)入模具型腔，塑料充滿型腔，經(jīng)冷卻硬化定型，脫模后而得到具有一定形狀的塑件。塑料模具包括：注射模（也稱注塑模）、壓縮模、傳遞模、擠出模 中空吹塑模、真空成型模、壓縮空氣成型模、旋轉(zhuǎn)成型模、發(fā)泡成型模、空氣輔助成型模、水輔助成型模等多種塑料成型模具。模具凸、凹模及輔助成型系統(tǒng)的協(xié)調(diào)變化。到目前為止，塑料已經(jīng)成為在鋼鐵、木材、水泥之后的第四大工業(yè)基礎(chǔ)材