固定電話上殼的注塑模具設(shè)計(jì)-斜頂抽芯塑料注射模含NX三維及10張CAD圖,固定,電話,注塑,模具設(shè)計(jì),斜頂抽芯,塑料,注射,nx,三維,10,cad
1 、課題內(nèi)容、明確的技術(shù)要求
本課題源自浙江嘉仁模具有限公司拓所承擔(dān)設(shè)計(jì)加工任務(wù)，該塑件屬日常生活用品，是學(xué)生在企業(yè)工學(xué)結(jié)合學(xué)期頂崗實(shí)習(xí)期間收集的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。
塑件外觀表面質(zhì)量高，尺寸穩(wěn)定，中等精度等級，端面、外表面不允許留有明顯的痕跡，塑件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。根據(jù)塑件使用要求選擇合適的塑料種類，進(jìn)行產(chǎn)品造型，對塑料制品進(jìn)行工藝分析，合理確定型腔數(shù)量、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)等，進(jìn)而設(shè)計(jì)壽命長，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)率高的模具，滿足企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際需要。
生產(chǎn)綱領(lǐng)為：200萬件/年。
企業(yè)車間情況：各種型號的注塑機(jī) 規(guī)格較齊全
該課題完成后結(jié)合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)狀作為企業(yè)技術(shù)改進(jìn)的重要參考技術(shù)資料。
2．提交成果及具體要求（字?jǐn)?shù)、圖量、作品要求、軟硬件數(shù)量等）
本課題主要是綜合塑料模塑工藝、塑料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與模具制造工藝等方面的知識，鍛練學(xué)生熟悉并查找資料、分析塑件結(jié)構(gòu)和模塑工藝及塑料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。完成課題需要具有能確定塑料材料在成型過程中的工藝參數(shù)，流動性、收縮性、成型特性等方面的知識，以及塑料的特性在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用，塑料成型工藝、塑料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具制造工藝、注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)；模具材料的選用及熱處理工藝等方面的基本知識；CAD/CAM軟件的應(yīng)用技能,應(yīng)用UG、Pro/E等三維軟件造型、用AutoCAD等二維軟件繪制模具工程圖。
要求學(xué)生收集塑料的成型工藝參數(shù)、模具典型結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)計(jì)算以及成型設(shè)備和材料等相關(guān)資料，在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中主要完成以下幾項(xiàng)工作內(nèi)容：
1． 分析塑件成型工藝性和結(jié)構(gòu)工藝性，并進(jìn)行成型工藝參數(shù)的確定；
2． 分析確定澆注系統(tǒng)和分型面?？筛鶕?jù)自身能力進(jìn)行模流分析，確定最佳的澆注系統(tǒng)，可以采用CAE軟件進(jìn)行分析；
3． 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告（說明課題來源、設(shè)計(jì)意義、可行性分析，相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，課題的主要內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)，構(gòu)思及初步見解，擬采用的設(shè)計(jì)方法與手段，所需材料及設(shè)備，經(jīng)費(fèi)預(yù)算，預(yù)期成果等。）
4． 塑料模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成一套的二維模具總裝圖、所有非標(biāo)模具零件圖和一套三維模具結(jié)構(gòu)總圖；編制3～5個(gè)模具工作零件的機(jī)械加工工藝；
5． 按要求完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一篇（嚴(yán)格遵循學(xué)院模板規(guī)范：包括摘要、設(shè)計(jì)計(jì)算正文、總結(jié)及參考文獻(xiàn)、致謝）。
6． 參加畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。
注意事項(xiàng)：
1、所用二維圖形（二維模具總裝圖、3～5個(gè)模具工作零件圖）、說明書、開題報(bào)告、任務(wù)書打印裝入畢業(yè)設(shè)計(jì)檔案袋
2、所用電子資料刻盤裝袋，資料按右圖目錄存盤
3、每項(xiàng)任務(wù)必須經(jīng)自己獨(dú)立思考完成， 不得抄襲或剽竊他人成果。
4、對參考資料中的相關(guān)內(nèi)容應(yīng)在消化理解的基礎(chǔ)上結(jié)合本課題加以靈活應(yīng)用，不得死搬硬抄。
5、建議結(jié)合本課題內(nèi)容下廠調(diào)研1～2個(gè)單位以上（最好是調(diào)研應(yīng)聘或擬就業(yè)的企業(yè)），可將調(diào)研情況總結(jié)在設(shè)計(jì)說明書中。
3.工作進(jìn)度安排
時(shí)間安排
起訖日期
工作內(nèi)容
備 注
第1周
18年 12月17日－
18年12月21日
收集資料，分析課題，查閱文獻(xiàn)，撰寫英文文獻(xiàn)翻譯與理解綜述
第2周
18年 12月24日－
18年12月28日
撰寫開題報(bào)告，繪制零件二維圖，3D造型；
第3周
18年 12月31日－
19年1月4日
成型工藝、模具設(shè)計(jì)方案分析比較，初步選擇成型設(shè)備、模具結(jié)構(gòu)類型、模架（注明標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格）。
第4周
19年 1月7日－
19年1月11日
細(xì)化模具結(jié)構(gòu)：設(shè)計(jì)、結(jié)算模具成型零件、調(diào)溫系統(tǒng)、推出機(jī)構(gòu)、抽芯機(jī)構(gòu)等；
第5周
19年 2月21日－
19年2月22日
細(xì)化模具結(jié)構(gòu)：設(shè)計(jì)、結(jié)算模具成型零件、調(diào)溫系統(tǒng)、推出機(jī)構(gòu)、抽芯機(jī)構(gòu)等；
第6周
19年 2月25日－
19年3月1日
開始進(jìn)行模具總裝圖繪制，模具零件圖繪制。
第7周
19年 3月4日－
19年3月8日
完成工裝裝配總圖，完成所用零件圖繪制；
第8周
19年 3月11日－
19年3月15日
繪制模具工程圖及選擇材料，完成一整套的三維造型和二維模具零件圖及總裝圖；
第9周
19年 3月18日－
19年3月22日
繪制模具工程圖及選擇材料，完成一整套的三維造型和二維模具零件圖及總裝圖；
第10周
19年 3月25日－
19年3月29日
完成模具零件工藝規(guī)程的編制，撰寫設(shè)計(jì)說明書。交指導(dǎo)老師檢查，修改；
第11周
19年 4月1日－
19年4月5日
按要求完成所有資料的修改，準(zhǔn)備答辯；
第12周
19年 4月8日－
19年4月12日
所有學(xué)生在校參加畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。
注：學(xué)生每周必須上交 所有設(shè)計(jì)資料一次，以便考核檢查。
4、參考資料
1. 劉彥國．《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》．北京：人民郵電出版社，2015．9
2. 夏江梅、劉彥國．《塑料模設(shè)計(jì)與實(shí)踐》．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013．9
3. 吳生緒．《塑料成形工藝技術(shù)手冊》．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007．7
4. 齊衛(wèi)東．《注塑模具圖集》．北京：北京理工大學(xué)出版社，2007．2
5. 鄧明．《實(shí)用模具設(shè)計(jì)簡明手冊》．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006．1
6. 顏智偉．《塑料模具設(shè)計(jì)與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)》．北京：防工業(yè)出版社，2006．1
7. 黃曉燕．《簡明塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)手冊》．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2006．1
8. 錢可強(qiáng)．《機(jī)械制圖》．北京：高等教育出版社，2003．6
9. 吳兆祥．《模具材料及表面處理》．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000．5
10. 譚雪松等．新編塑料模具設(shè)計(jì)手冊．北京：人民郵電出版社，2007
11. 《塑料模設(shè)計(jì)手冊》編寫組．塑料模設(shè)計(jì)手冊．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2001
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摘 要
根據(jù)塑料固定電話上殼制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，選擇塑件制件尺寸。本模具采用一模一腔，潛伏式澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用海天160X2A型號，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD和3D繪制二維總裝圖和零件圖，選擇模具合理的加工方法。附上說明書，系統(tǒng)地運(yùn)用簡要的文字，簡明的示意圖和和計(jì)算等分析塑件，從而作出合理的注塑模具設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：固定電話上殼；潛伏式澆口；注射機(jī)；冷卻系統(tǒng)，注塑模具
IV
Abstract
According to the requirements of plastic fixed telephone shell products, understand the use of plastic parts, analyze the technical requirements of plastic parts, size accuracy, and select the size of plastic parts. This mold adopts one mold cavity and latent gate feed, the injection machine adopts Haitian 160X2A model, sets the cooling system, CAD and 3D draw two-dimensional assembly drawings and parts drawing, and selects the reasonable processing method of the mould. Attached is an instruction book, which systematically uses simple words, simple sketches and calculations to analyze plastic parts, so as to make a reasonable design of injection moulds.
Key words: fixed telephone upper shell; latent gate; injection machine; cooling system, injection mould
目 錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 塑料簡介 1
1.2 注塑成型及注塑模 1
第2章 塑料材料分析 4
2．1 塑料材料的基本特性 4
2．2 塑件材料成型性能 4
2．3 塑件材料主要用途 5
第3章 塑件的工藝分析 6
3．1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7
3．2 塑件尺寸及精度 8
3．3 塑件表面粗糙度 9
3．4 塑件的體積和質(zhì)量 9
第4章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 11
4．1、注射成型工藝過程分析[5] 11
4．2 澆口種類的確定 12
4．3 型腔數(shù)目的確定 12
4．4 注射機(jī)的選擇和校核 12
4.4.1 注射量的校核 13
4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 13
4．4．3、模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 14
第5章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16
5．1 分型面的設(shè)計(jì) 16
5．2 型腔的布局 16
5．3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17
5．3．1 澆注系統(tǒng)組成 17
5．3．2 確定澆注系統(tǒng)的原則 17
5．3．3 主流道的設(shè)計(jì) 18
5．3．4 分流道的設(shè)計(jì) 20
5．3．5 澆口的設(shè)計(jì) 20
5．3．6 冷料穴的設(shè)計(jì) 21
5．4 注射模成型零部件的設(shè)計(jì)[7] 21
5．4．1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21
5．4．2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 24
5．5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25
5．6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26
5．6．1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 26
5．6．2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 26
5．6．3 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 27
5．7 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 28
5．7．1 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 28
5．7．2 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計(jì)規(guī)則 29
5．8 模架的選用 29
第6章 模具材料的選用 32
6．1 成型零件材料選用 32
6．2 注射模用鋼種 32
總結(jié) 33
注塑模具工作原理 34
致謝 35
參考文獻(xiàn) 36
第1章 緒論
模具制造是國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)，振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)成為廣大業(yè)內(nèi)人士的共識。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形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，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。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。
1.1 塑料簡介
塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流動性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽纾⒃诔尚凸袒蟊３制浼鹊眯螤疃话l(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活，它具有密度小，質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)穩(wěn)定性高，減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時(shí)燒蝕等特殊性能[1]。塑料以從代替部分金屬、木材、皮革及無機(jī)材料發(fā)展成為各個(gè)部門不可缺少的一種化學(xué)材料，在國民經(jīng)濟(jì)中，塑料制作已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。
1.2 注塑成型及注塑模
將塑料成型為制品的生產(chǎn)方法很多，最常用的有注射，擠出，壓縮，壓注，壓延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，幾乎的有的熱塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精度較高、易于實(shí)現(xiàn)全自動化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此廣泛用于塑料制件的生產(chǎn)中，其產(chǎn)口占目前塑料制件生產(chǎn)的30%左右。但注射成型的設(shè)備價(jià)格及模具制造費(fèi)用較高，不適合單件及批量較小的塑料件的生產(chǎn)。
要了解注射成型和注射模，首先得了解注射機(jī)的一些基本知識，注射機(jī)是注射成型的主要設(shè)備，依靠該設(shè)備將粒狀塑料通過高壓加熱等工序進(jìn)行注射。?注射機(jī)為熱塑性或熱固性塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種，由注射裝置、鎖模裝置、脫模裝置，模板機(jī)架系統(tǒng)等組成。
注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展而來的，其基本原理是利用塑料的可擠壓性和可模塑性。首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段保壓冷卻定型時(shí)間后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制品。
注射成型生產(chǎn)中使用的模具叫注射模，它是實(shí)現(xiàn)注射成型生產(chǎn)的工藝裝備。
注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類等很多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機(jī)的固定板上，動模部分安裝在注射機(jī)的移動模板上，在注射成型過程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動。注射成型時(shí)動模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成[2] 。
注射模、塑料原材料和注射機(jī)通過注射成型工藝聯(lián)系在一起。注射成型工藝的核心問題就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔體，并把它注射到型腔中去，在控制條件下冷卻定型，使塑件達(dá)到所要求的質(zhì)量。注射機(jī)和模具結(jié)構(gòu)確定以后，注射成型工藝條件的選擇與控制便是決定成型質(zhì)量的主要因素。
注射成型有三大工藝條件，即：溫度、壓力、時(shí)間。在成型過程中，尤其是精密制品的成型，要確立一組最佳的成型條件決非易事，因?yàn)橛绊懗尚蜅l件的因素太多，有制品形狀、模具結(jié)構(gòu)、注射裝備、原材料、電壓波動及環(huán)境溫度等。
塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用CAD技術(shù)，而且還要采用計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢。注塑成型分兩個(gè)階段，即開發(fā)/設(shè)計(jì)階段（包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和模具制造）和生產(chǎn)階段（包括購買材料、試模和成型）。
傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前，由于設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)與直覺設(shè)計(jì)模具，模具裝配完畢后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問題后，不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù)，甚至還需要修改塑料制品和模具設(shè)計(jì)，這勢必增加生產(chǎn)成本，延長產(chǎn)品開發(fā)周期。
目前國際市場上主要流行的，運(yùn)用范圍最廣的注射模流動模擬分析軟件有澳大利亞的MOLDFLOW、美國的CFLOW、華中科技大學(xué)的H-FLOW等。其中MOLDFLOW軟件包括三個(gè)部分：MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （產(chǎn)品優(yōu)化顧問，簡稱MPA），MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模擬分析，簡稱MPI），MOLDFLOW PLASTICS XPERT （注射成型過程控制專家，簡稱MPX）。
采用CAE技術(shù)，可以完全代替試模，CAE技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的完整解決方案，在模具制造加工之前，在計(jì)算機(jī)上對整個(gè)注射成型過程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì)，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破，而且對減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義[3]。
第2章 塑料材料分析
2．1 塑料材料的基本特性
ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合理學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蝕性、耐熱性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS價(jià)格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一。是一種良好的熱塑性塑料。
ABS無毒，無氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，、不透明，密度為1.02--1.05。既有較好的抗沖擊強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機(jī)鹽、堿、酸類對ABS幾乎沒有影響， ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹，在酮，醛，酯，氯代烴中會溶解或形成乳濁液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化學(xué)藥品的侵蝕時(shí)會引起應(yīng)力開裂， ABS有一定的硬度，他的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸穩(wěn)定性較好，易于成型加工，經(jīng)過調(diào)色配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度約為93耐氣候性差，在紫外線作用下ABS易變硬發(fā)脆。
ABS的性能指標(biāo)：密度 1.02——1.05（），收縮率 ，熔點(diǎn)，彎曲強(qiáng)度80Mpa，拉伸強(qiáng)度3549Mpa，拉伸彈性模量1.8Gpa，彎曲彈性模量1.4Gpa，壓縮強(qiáng)度1839Mpa，缺口沖擊強(qiáng)度1120，硬度6286HRR，體積電阻系數(shù)，收縮率 范圍內(nèi)。ABS的熱變形溫度為93118℃，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-40100℃的溫度范圍內(nèi)使用。
2．2 塑件材料成型性能
ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS在升溫時(shí)黏度增高，黏度對剪切速率的依賴性很強(qiáng)，因此模具設(shè)計(jì)中大都采用大澆口形式，成型壓力較高，塑件上的脫模斜度宜稍大；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響及小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在5060，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度應(yīng)控制在6080。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。。
2．3 塑件材料主要用途
ABS在機(jī)械工業(yè)上用來制造垃圾鏟、泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、管連接件、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管等，還可用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可用來制造水表殼，紡織器材，電器零件、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器，農(nóng)藥噴霧器及家具等。
第3章 塑件的工藝分析
在模具設(shè)計(jì)之前需要對塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。
固定電話上殼如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜程度，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。
圖（1）塑件三維圖
圖（2）塑件二維圖
3．1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）、脫模斜度
由于注射制品在冷卻過程中產(chǎn)生收縮，因此它在脫模前會緊緊的包住模具型芯或型腔中突出的部分。為了便于脫模，防止因脫模力過大拉傷制品表面，與脫模方向平行的制品內(nèi)外表面應(yīng)具有一定的脫模斜度。脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過小，不僅會使制品尺寸困難，而且易使制品表面損傷或破裂，斜度過大時(shí)，雖然脫模方便，但會影響制品尺寸精度，并浪費(fèi)原材料。通常塑件的脫模斜度約取0.5～1.5，根據(jù)文獻(xiàn)[1]，塑件材料ABS的型腔脫模斜度為0.35～130/，型芯脫模斜度為30/～1
（2）、塑件的壁厚
塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素，是設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的問題之一。塑件的壁厚對于注射成型生產(chǎn)具有極為重要的影響，它與注射充模時(shí)的熔體流動、固化定型時(shí)的冷卻速度和時(shí)間、塑件的成型質(zhì)量、塑件的原材料以及生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本密切相關(guān)。一般在滿足使用要求的前提下，塑件的壁厚應(yīng)盡量小。因?yàn)楸诤裉蟛粌H會使原材料消耗增大，生產(chǎn)成本提高，更重要的是會延緩塑件在模內(nèi)的冷卻速度，使成型周期延長，另外還容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小則剛度差，在脫模、裝配、使用中會發(fā)生變形，影響到塑件的使用和裝配的準(zhǔn)確性。選擇壁厚時(shí)應(yīng)力求塑件各處壁厚盡量均勻，以避免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。塑件壁厚一般在1～4，最常用的數(shù)值為2～3。該產(chǎn)品壁厚均勻，周邊和底部壁厚均為2左右。
（3）、塑件的圓角
為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善其成型加工過程中的充模特性，增加相應(yīng)位置模具和塑件的力學(xué)角度，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角過度。在無特殊要求時(shí)，塑件的各連接角處均有半徑不小于0.5～1的圓角。一般外圓弧半徑大于壁厚的0.5倍，內(nèi)圓角半徑應(yīng)是壁厚的0.5倍。
該塑料件表面圓角半徑和內(nèi)部轉(zhuǎn)彎處圓角為0.5。
（4）、孔
塑料制品上通常帶有各種通孔和盲孔，原則上講，這些孔均能用一定的型芯成型。但當(dāng)孔太復(fù)雜時(shí)，會使熔體流動困難，模具加工難度增大，生產(chǎn)成本提高，困此在塑件上設(shè)計(jì)孔時(shí)，應(yīng)盡量采用簡單孔型。由于型芯對熔體有分流作用，所以在孔成型時(shí)周圍易產(chǎn)生熔接痕，導(dǎo)致孔的強(qiáng)度降低，故設(shè)計(jì)孔時(shí)孔時(shí)孔間距和孔到塑件邊緣的距離一般都尖大于孔徑，孔的周邊應(yīng)增加壁厚，以保證塑件的強(qiáng)度和剛度。
3．2 塑件尺寸及精度
塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動性和注射機(jī)規(guī)格，在一定的設(shè)備和工藝條件下流動性好的塑料可以成型較大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比較小。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā)，只要能滿足制品的使用要求，一般都應(yīng)將制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏小巧些。該塑件的材料為ABS，流動性較好，適用于不同尺寸的制品。
塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公關(guān)等級確定精度等級。根據(jù)我國目前的成型水平，塑件尺寸公差可以參照文獻(xiàn)[2]表3-2塑件的尺寸與公關(guān)（SJ1372-1978）的塑料制件公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)來確定。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用MT3級精度，未注采用MT5級精度。
3．3 塑件表面粗糙度
塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn)來保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.02～1.25之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2，即Ra 0.01～0.63。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。
該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多，為Ra0.2，內(nèi)部為0.4。
3．4 塑件的體積和質(zhì)量
本次設(shè)計(jì)中，塑件的質(zhì)量和體積采用3D測量，在3D軟件中，使用塑模部件驗(yàn)證功能，可以測得塑件的體積為84.57（ABS的密度為1.05），即可以得出該塑件制品的質(zhì)量為88.8克。
實(shí)測體積
第4章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定
4．1、注射成型工藝過程分析[5]
根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過程為：
第一步：為使注射過程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作。
（1）、成型前對原材料的預(yù)處理
根據(jù)注射成型對物料的要求，檢驗(yàn)物料的含水量，外觀色澤，顆粒情況并測試其熱穩(wěn)定性，流動性和收縮率等指標(biāo)，對原材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，ABS材料吸水率極低，成型前一般不必進(jìn)行干燥處理。如有需要，可在70 ～ 80 ℃下干燥2～4 h。
（2）、料筒的清洗
在初用某種塑料或某一注射機(jī)之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí)，都需要對注射機(jī)（主要是料筒）進(jìn)行清洗或拆換。
柱塞式注射機(jī)料筒的清洗常比螺桿式注射機(jī)困難，因?yàn)橹搅贤矁?nèi)的存料量較大而不易對其轉(zhuǎn)動，清洗時(shí)必須拆卸清洗或者采用專用料筒。對螺桿式通常是直接換料清洗，也可采用對空注射法清洗。
（3）、脫模劑的選用
脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。一般注射制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計(jì)。在和產(chǎn)上為了順利脫模，常用的脫模劑有：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油），硅油，對ABS材料，可選用硬脂酸鋅，因?yàn)榇嗣撃┏埘０匪芰贤?，一般塑料都可使用?
第二步: 注射成型過程
完整的注射過程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個(gè)步驟，但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩個(gè)過程。
第三步：制件的后處理
注射制件經(jīng)脫模或機(jī)械加工后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?，目的是為了消除存在的?nèi)應(yīng)力，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調(diào)濕處理。該塑料制件材料為ABS，就采用退火處理1～3小時(shí)。
4．2 澆口種類的確定
注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個(gè)部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。
由于本設(shè)計(jì)中固定電話上殼塑件外表面質(zhì)量要求較高，所以選用潛伏式澆口。潛伏式澆口直接在中間的圓端面處進(jìn)，固定電話上殼組裝后，澆口被遮擋起來。
潛伏式澆口主流道需要設(shè)置鉤針，分流道與產(chǎn)品相連，頂出產(chǎn)品包含流道連接在一起。
4．3 型腔數(shù)目的確定
因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用潛伏式澆口，且塑件的尺寸不大，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模一腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。
4．4 注射機(jī)的選擇和校核
由于采用一模一腔，需要至少注射量為88.8g，流道水口廢料5g，總注塑量達(dá)到93.8g，再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力），綜合考慮各種因素，選定注射機(jī)為海天160X2A。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為：
海天HTF160X2A
型號
160×2A
160×2B
160×2C
參數(shù)
螺桿直徑
40
45
48
理論注射容量
253
320
364
注射重量PS
230
291
331
注射壓力
202
159
140
注射行程
201
螺桿轉(zhuǎn)速
0~230
料筒加熱功率
9.3
鎖模力
1600
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
455×455
允許最大模具厚度
500
允許最小模具厚度
180
移模行程
420
移模開距(最大)
920
液壓頂出行程
140
液壓頂出力
33
液壓頂出桿數(shù)量
5
油泵電動機(jī)功率
18.5
油箱容積
240
機(jī)器尺寸(長×寬×高)
5.4×1.45×2.05
機(jī)器重量
5
最小模具尺寸(長×寬)
320×320
4.4.1 注射量的校核
模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為：
式中 --型腔數(shù)量
--單個(gè)塑件的質(zhì)量（g）
--澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量（g）
本設(shè)計(jì)中：n=1 88.8g =5g
M=88.8+5=93.8g（約等于）<230gx80%
注塑機(jī)額定注塑量為230g
注射量符合要求
4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核
注射成型時(shí)塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過了注射機(jī)所允許的最大成型面積，則成型過程中會出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿足以下關(guān)系。
式中 n --型腔數(shù)目
--單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積
--澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積
n=1 = 24153.89 =750
=24153.89+750=24903.89
注射成型時(shí)為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力。即：
（）P < F
式中： P—塑料熔體對型腔的成型壓力（MPa）
F—注射機(jī)額定鎖模力（N）
其它意義同上
根據(jù)教科書表5-1，型腔內(nèi)通常為20-40MPa，一般制品為24-34MPa，精密制品為39-44MP
（）P=24903.89x30x1.1x0.001= 821.8KN<1600KN
鎖模力符合要求
4．4．3、模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核
（1）、模具厚度（閉合高度）
模具閉合高度必須滿足以下公式
式中 --注射機(jī)允許的最大模厚
--注射機(jī)允許的最小模厚
本設(shè)計(jì)中模具厚度為380mm 180
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