【正文】 料工業(yè)的發(fā)展只有近 100 年的歷史，但其發(fā)展速度卻十分迅速， 1910 年世界塑料產(chǎn)量只有 2 萬噸，到 2021 年產(chǎn)量達(dá)到了 億噸． 我國的塑料工業(yè)起步于 20 世紀(jì) 50 年代初期，建國前夕，我國只有上海、廣州、武漢等個(gè)別大城市有塑料制品 加工廠，只有酚醛和賽璐珞兩種塑料， 1949 年全國塑料總產(chǎn)量僅有 200 噸， 1958 年我國第一次人工合成酚醛塑料開始，我國的塑料工業(yè)得到迅猛發(fā)展， 1958 年我國塑料產(chǎn)量為 萬噸， 1965 年為 萬噸， 70 年代中期引進(jìn)的幾套化工裝置的建成投產(chǎn)，使塑料工業(yè)有了一次大的飛躍， 1979 年為 萬噸， 1988 年猛增到 萬噸， 2021 年已達(dá)到 200 萬噸，近 20 年來產(chǎn)量和品種都大大增加，許多新穎的工程塑料已投入批量生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 、調(diào)查報(bào)告 專用紙 6 計(jì)，在世界范圍內(nèi)，塑料用量近幾十 年來幾乎每 5 年翻一番．預(yù)計(jì)今后將以每 8 年翻一番的速度持續(xù)高速發(fā)展。開發(fā)新產(chǎn)品，掌握新技術(shù)己經(jīng)得到企業(yè)的普遍重視。 新產(chǎn)品產(chǎn)值一般占企業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值的 20％－ 30％，有的高達(dá) 50％－ 60％。進(jìn)行重大創(chuàng)新，也取得了顯著成績。 塑料已滲透到人們生活和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，在家用電器、儀器儀表、機(jī)械制造、化工、醫(yī)療衛(wèi)生、建筑器材、汽車工業(yè)、農(nóng)用器械、日用五金以及兵器、航空航天和原子能工業(yè)中，塑料已成為替代部分鋼鐵、木材、皮革等材料的發(fā)展成為各個(gè)行業(yè)中不可缺少的一種化學(xué)材料，并和鋼鐵、木材、水泥一起成為現(xiàn)代社會(huì)中的四大基礎(chǔ)材料。 塑料成型模具發(fā)展趨勢 塑料模具對塑料加工工藝的實(shí)現(xiàn)，保證塑料制品的形狀、尺寸及公差起著極重要的作用。由于工業(yè)塑料制品和日用塑料制品的品種和產(chǎn)量需求日益增加，對塑料模具也提出了越來越高的要求，因此推動(dòng)了塑料模具不斷向前發(fā)展。因此，不斷地采用新材料、新 技術(shù)、新工藝，以提高模具的質(zhì)量。 （ 3）推廣應(yīng)用 CAD/CAM 采用 CAD/CAM 進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及模具設(shè)計(jì)、制造，比傳統(tǒng)方式更迅捷、更方便、更合理，在縮短模具設(shè)計(jì)制造周期的同時(shí)可以更容易保證模具的制造質(zhì)量。 在現(xiàn)代塑料制件的生產(chǎn)中，影響產(chǎn)品生產(chǎn)和質(zhì)量的三個(gè)重要因素有合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具。 （一）塑料成型理論和成型工藝 （二） 模具的標(biāo)準(zhǔn)化 （三）塑料制件的精密化、微型化、超大型化 （四）生產(chǎn)的高效率、自動(dòng)化 軟件簡介 本設(shè)計(jì)中主要為模具的設(shè)計(jì)與計(jì)算，為后面完成裝配圖作好資料準(zhǔn)備。零件為 本人設(shè)計(jì)的 觸屏手機(jī)的上殼和下 殼的上蓋，整體由曲面構(gòu)成 。在此，采用 UG 繪圖軟件來形成三維圖，最后將得到的三維圖轉(zhuǎn)換成二維文件，在 AutoCAD 中生成其三視圖 ，再作修改 。它終合計(jì)算機(jī)知識和工程設(shè)計(jì)知識的成果，并隨計(jì)算機(jī)軟硬件的不斷提高而逐漸完善。 AutoCAD 適合于工程制造、建筑設(shè)計(jì)、裝潢設(shè)計(jì)等各行業(yè)技術(shù)人員作為設(shè)計(jì)依據(jù)，完成圖紙上的工作。 1982 年首次推出了 AutoCAD 版本，經(jīng)過十余次的版本更新， AutoCAD 已從一個(gè)簡長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 、調(diào)查報(bào)告 專用紙 9 單的繪圖軟件發(fā)展成為包括三維建模在內(nèi)的功能十分強(qiáng)大的 CAD 系統(tǒng)，是世界上最流行的 CAD 軟件，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、建筑、化工、汽車、造船、輕工及航空航天等領(lǐng)域。這是我們零件模型設(shè)計(jì)與加工過程中的主要工具。其主要特點(diǎn)是參數(shù)化的牲造型；統(tǒng)一的能使各模塊集成起來的數(shù)據(jù)庫；設(shè)計(jì)修改的關(guān)聯(lián)性，即一處修改，別的模塊中的相應(yīng)圖形和數(shù)據(jù)也會(huì)自動(dòng)更新。 長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 、調(diào)查報(bào)告 專用紙 10 第二章 制件分析 手機(jī)外殼分析 在進(jìn)行 手機(jī)外殼注塑 模具設(shè)計(jì)之前，首先對制品圖及形狀結(jié)構(gòu)分析，其內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面： 制品的尺寸精度和表面粗糙度：塑料的尺寸精度主要決定于塑料收縮率的波動(dòng)和模具制造誤差。塑件的表面粗糙度主要取決于模具粗糙度，一般情況下，塑件的表面粗糙度比模具成型部分的粗糙度高 1～ 2 級。一般情況，脫模斜度不包括塑件的公差范圍內(nèi)。 脫模斜度 。其 中 A 代表丙烯腈， B 代表丁二烯， S 代表苯乙烯。 長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 、調(diào)查報(bào)告 專用紙 11 從形態(tài)上看， ABS 是非結(jié)晶性材料。 ABS 不透明，外觀除薄膜外都呈淺象牙色、無毒、無味、兼有韌、硬、剛特性，燃燒緩慢，離火后仍繼續(xù)燃燒，火焰呈黃色 ，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無熔融滴落。 （ 1）物理力學(xué)性能 ABS 具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能，如不透水，但略透水蒸氣，沖擊強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定性好等。但是它的沖擊性能與樹脂中所含橡膠的多少、粒子大小、接枝率和分散狀誠有關(guān)，同時(shí)也與使用 環(huán)境有關(guān)、如溫度越高則沖擊強(qiáng)度越大。 ABS 制品的負(fù)荷變形溫度約為 93℃ ，若能對制品進(jìn)行退火處理，則還可增加 10℃ 左右。 ABS 聚合物的電絕緣性受溫度和濕度的影響很小，且在很大頻率變化范圍內(nèi)保持恒定。 （ 5）耐候性 ABS 聚合物的最大不足之處是耐候性較差，這是由于分子中丁二烯所產(chǎn)生的雙鍵在紫外線作用下易受氧化降解的緣故。氧化速度與光的強(qiáng)度 及波長的對數(shù)成正比。雖然 ABS 的熔體流動(dòng)性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。 （ 7） ABS 的吸水性 ABS 具有一定的吸水性，含水量在 %~%范圍。 （ 8） ABS 制品的后處理 一般情況下很少出現(xiàn)應(yīng)力開 裂，所以除了使用要求較為苛刻的制品，通常不作制品的后處理。對于制件的外觀要求合表面精度等級要求比較高。 經(jīng)分析，現(xiàn)確認(rèn)模具的制造加工精度為 IT7 級，而型芯和型腔的加工精度均為 IT6，型腔采用機(jī)械粗加工后電火花精加工，其它采用機(jī)械加工。 對于手機(jī)下殼： H=25+60+35+35+35+20+25=235mm minH H maxH 因此，滿足要求。 XSZ500 注射機(jī)的模板行程 700mm，合格。合格。 合格。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)好壞對制品性能、外觀和成型難易程度影響頗大 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則： 結(jié)合型腔的布置考慮，盡可能采用平衡式分流道布置。 澆口尺寸位置和數(shù)量的選擇十分關(guān)鍵，應(yīng)有利于熔體的流動(dòng)、避免產(chǎn)生湍流、渦流、噴射和蛇形流動(dòng)，并有利于排氣。 澆注系統(tǒng)凝料脫出應(yīng)方便可靠，凝料應(yīng)易于和制品分離或易于切除和修整。 盡量減小因開設(shè)澆注系統(tǒng)而造成的塑料用量。 長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 、調(diào)查報(bào)告 專用紙 18 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施。若無法重合也應(yīng)使兩者的距離盡量縮小。 主流道內(nèi)壁表面粗糙度應(yīng)在 以下，拋光時(shí)沿軸而進(jìn)行。為了減少熔體充模時(shí)的壓力損失，應(yīng)盡可能縮短主流道的長度， L 一般控制在 60mm 以內(nèi)。其作用是使熔融塑料過渡和轉(zhuǎn)向。 本次設(shè)計(jì) 上殼 采用半圓形斷面分流道。它的優(yōu)點(diǎn)為：由于澆口小，熔體通過點(diǎn)澆口時(shí)流速增大，前后壓差大，提高了充模的速度，從而可獲得外表清晰，有光澤的制 品； 為了取出點(diǎn)澆口式澆注系統(tǒng)凝料，要增加一個(gè)分型面，模具具有兩個(gè)分型面的三板式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。 根據(jù)以上原則和零件的實(shí)際情況， 為了使從主流道來的熔融塑料能均衡地以最短的流程到達(dá)各澆口并同時(shí)充滿各型腔，本設(shè)計(jì) 上殼 采用非平衡式的分流道布置形式 ， 下殼決定選用針點(diǎn)澆口進(jìn)膠，這種澆口適用于成型殼、盒、罩和容器等制品，是應(yīng)用廣泛的手機(jī)成型的澆口形式。 圖 (a) 上殼主流道，分流道，及澆口的設(shè)計(jì) 長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 、調(diào)查報(bào)告 專用紙 21 圖 (b) 下殼主流道，分流道，及澆口的設(shè)計(jì) 圖 (c) 下殼主流道，分流道，及澆口的設(shè)計(jì) 成型零部件設(shè)計(jì) 成型零件是 與塑料接觸的決定制品幾何開關(guān)的模具零件。 型腔分型面設(shè)計(jì) 合理選擇分型面，有利于制品的質(zhì)量提高，工藝操作和模具的制造。 長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 、調(diào)查報(bào)告 專用紙 22 盡可能使制品留在動(dòng)模的一側(cè)。 盡可能減小制品在合模方向上的投影面積，以減小所需的鎖模力。 盡量簡單 ,避免采用復(fù)雜 形狀 ,使模具制造容易。 有利于澆注系統(tǒng)的合理設(shè)置。下殼采用針點(diǎn)式澆口，因此以手機(jī)外表面投影面積最大處為分型面。該注射模屬于小型模具，在推桿的間隙和分型面上都有排氣效果，無需另外開排氣槽。 型腔或型芯的徑向尺寸計(jì)算 型腔的徑向尺寸： DM = [ DS + DS178。SCP + 3/4△] δZ 其中： DS — 塑件名義尺寸，型芯和型腔各自對應(yīng)。 型腔和型芯的高度尺寸計(jì)算 型腔深度尺寸： HM = [ HS + HS178。SCP + 2/3△] – δZ 其中： HS — 塑件高度名義尺寸 SCP、 △ 和 δZ 均與上述意義相同。SCP]177。 ABS 的收縮率為 ％～ ％，平均收縮率為 ： 0 0 5 %)%( ????sc pε 表 成型零件表面工作尺寸的計(jì)算 類別 模具零件 塑料制品 計(jì)算公式 型腔或型芯 公差等級 公差種類 尺寸 工作尺寸 公差等級 型腔的計(jì)算 型腔內(nèi)形尺寸 MT2 A 100 0 Lm = [ LP(1+ εSCP)（ 3/4）△ ]+δ m 0 φ + 0 IT7 MT2 58 0 φ + 0 3 0 φ + 0 型腔深度MT2 B 5 0 Hm=[HP(1+ εscp ) （ 2/3）△ ]+δ m 0 + 0 IT7 6 0 + 0 長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 、調(diào)查報(bào)告 專用紙 25 尺寸 型芯的計(jì)算 型芯外形尺寸 MT2 A 96+ 0 lm =[lP(1+ ε scp) + （ 3/4）△ ] 0 δ m 0 IT7 46+ 0 0 54+ 0 0 φ 5+ 0 0 φ 9+ 0 φ + 0 型芯高度尺 寸 MT2 B + 0 hm =[hP(1+ ε scp ) +（ 2/3）△ ] 0 δ m 0 IT7 3+ 0 0 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 和脫模力的計(jì)算 由于該塑件的脫模阻力不大，而推桿又加工簡單、更換方便、脫模效果好，因此采用圓形推桿脫模機(jī) 構(gòu)。 推桿位置均勻分布 。 推桿直徑應(yīng)滿足相應(yīng)的強(qiáng)度、剛度條件 。 E178。 l178。10 5 N/cm2 已知， t? ， l=10cm， f= Q=8179。179。179。(1 )(1+) = 側(cè) 壁厚度、底板厚度的計(jì)算 注射模的工作狀態(tài)時(shí)長時(shí)間的承受交變負(fù)荷，同時(shí)也伴有冷熱的交替。 長春職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 、調(diào)查報(bào)告 專用紙