扫帚柄注射工艺与模具设计说明书

1、 .PAGE46 / NUMPAGES46机电职业技术学院毕业设计（论文）作 者：学 号：系 部： 模具技术系 专 业：模具设计与制造（CADCAM）题 目：扫帚柄注射工艺与模具设计指导者：评阅者：目 录TOC o 1-3 p h z uHYPERLINK l _Toc2005173691引言 . PAGEREF _Toc200517369 h 5HYPERLINK l _Toc2005173701.1.概述 . PAGEREF _Toc200517370 h 5HYPERLINK l _Toc2005173711.2.国外发展情况 . PAGEREF _Toc200517371 h 5HYP

2、ERLINK l _Toc2005173721.3.国发展情况 . PAGEREF _Toc200517372 h 6HYPERLINK l _Toc2005173732.制件结构和工艺性分析 . PAGEREF _Toc200517373 h 9HYPERLINK l _Toc2005173742.1 ABS的使用性能 . PAGEREF _Toc200517374 h 9HYPERLINK l _Toc2005173752.1.1 ABS的主要技术指标 . PAGEREF _Toc200517375 h 9HYPERLINK l _Toc2005173762.1.2 ABS的使用性能. P

3、AGEREF _Toc200517376 h 10HYPERLINK l _Toc2005173772.2 ABS的工艺特性 . PAGEREF _Toc200517377 h 10HYPERLINK l _Toc2005173782.2.1 收缩率. PAGEREF _Toc200517378 h 10HYPERLINK l _Toc2005173792.2.2 流动性. PAGEREF _Toc200517379 h 10HYPERLINK l _Toc2005173802.2.3 吸湿性. PAGEREF _Toc200517380 h 10HYPERLINK l _Toc2005173

4、812.2.4 应力敏感性. PAGEREF _Toc200517381 h 11HYPERLINK l _Toc2005173822.3 ABS成型特性 . PAGEREF _Toc200517382 h 11HYPERLINK l _Toc2005173832.4 ABS注塑工艺性 . PAGEREF _Toc200517383 h 11HYPERLINK l _Toc2005173842.4.1 ABS的干燥 . PAGEREF _Toc200517384 h 11HYPERLINK l _Toc2005173852.4.2 注射温度 PAGEREF _Toc200517385 h 12

5、HYPERLINK l _Toc2005173862.4.3 注射压力 PAGEREF _Toc200517386 h 12HYPERLINK l _Toc2005173872.4.4 注射速度 PAGEREF _Toc200517387 h 12HYPERLINK l _Toc2005173882.4.5 模具温度 PAGEREF _Toc200517388 h 12HYPERLINK l _Toc2005173892.4.6 料量控制 PAGEREF _Toc200517389 h 12HYPERLINK l _Toc2005173902.5 塑件的材料和几何形状 . PAGEREF _T

6、oc200517390 h 13HYPERLINK l _Toc2005173912.5.1塑件的选材 . PAGEREF _Toc200517391 h 13HYPERLINK l _Toc2005173922.5.2塑件的几何形状 . PAGEREF _Toc200517392 h 13HYPERLINK l _Toc2005173932.6 塑件的尺寸、精度和表面粗糙度 PAGEREF _Toc200517393 h 14HYPERLINK l _Toc2005173942.6.1塑件的尺寸 . PAGEREF _Toc200517394 h 14HYPERLINK l _Toc2005

7、173952.6.2塑件的尺寸精度 . PAGEREF _Toc200517395 h 14HYPERLINK l _Toc2005173962.6.3表面粗糙度 . PAGEREF _Toc200517396 h 15HYPERLINK l _Toc2005173972.6.4标志与花纹 . PAGEREF _Toc200517397 h 15HYPERLINK l _Toc2005174073.2.5 冷却时间分析. PAGEREF _Toc200517407 h 21HYPERLINK l _Toc2005174084.拟定模具结构形式 . PAGEREF _Toc200517408 h

8、 22HYPERLINK l _Toc2005174094.1确定型腔数量和排列方式 PAGEREF _Toc200517409 h 22HYPERLINK l _Toc2005174104.2推出机构的确定 PAGEREF _Toc200517410 h 23HYPERLINK l _Toc2005174114.3模具结构形式的确定 PAGEREF _Toc200517411 h 23HYPERLINK l _Toc2005174125.注射机型号的确定 . PAGEREF _Toc200517412 h 24HYPERLINK l _Toc2005174135.1最大注塑量 PAGEREF

9、 _Toc200517413 h 24HYPERLINK l _Toc2005174145.2 锁模力计算 . PAGEREF _Toc200517414 h 25HYPERLINK l _Toc2005174156.分型面位置的确定 . PAGEREF _Toc200517415 h 26HYPERLINK l _Toc2005174167.主流道设计 . PAGEREF _Toc200517416 h 27HYPERLINK l _Toc2005174177.1主流道尺寸 PAGEREF _Toc200517417 h 27HYPERLINK l _Toc2005174187.2主流道衬套

10、的形式 PAGEREF _Toc200517418 h 27HYPERLINK l _Toc2005174197.3主流道衬套的固定 PAGEREF _Toc200517419 h 27HYPERLINK l _Toc2005174207.4分流道的形状与尺寸 PAGEREF _Toc200517420 h 28HYPERLINK l _Toc2005174217.5分流道表面粗糙度 PAGEREF _Toc200517421 h 28HYPERLINK l _Toc2005174248.浇口的设计 . PAGEREF _Toc200517424 h 29HYPERLINK l _Toc200

11、5174258.1浇口的选用 PAGEREF _Toc200517425 h 29HYPERLINK l _Toc2005174268.2浇口位置的选择 PAGEREF _Toc200517426 h 30HYPERLINK l _Toc2005174279排气系统的设计 . PAGEREF _Toc200517427 h 31HYPERLINK l _Toc2005174289.1 排气槽的作用 . PAGEREF _Toc200517428 h 31HYPERLINK l _Toc2005174299.2 排气方式 . PAGEREF _Toc200517429 h 31HYPERLINK

12、 l _Toc2005174309.3 排气槽的设计要点 . PAGEREF _Toc200517430 h 32HYPERLINK l _Toc2005174319.4 排气槽的位置和形式 . PAGEREF _Toc200517431 h 32HYPERLINK l _Toc20051743210.成型零部件结构与设计 PAGEREF _Toc200517432 h 33HYPERLINK l _Toc20051743310.1 注塑模成型零部件结构 PAGEREF _Toc200517433 h 33HYPERLINK l _Toc20051743410.1.1 型腔的结构设计 . PA

13、GEREF _Toc200517434 h 33HYPERLINK l _Toc20051743510.1.2 型芯的结构设计 . PAGEREF _Toc200517435 h 33HYPERLINK l _Toc20051743610.2 注塑模成型零件工作尺寸计算 PAGEREF _Toc200517436 h 34HYPERLINK l _Toc20051743710.2.1 型腔的尺寸计算 . PAGEREF _Toc200517437 h 34HYPERLINK l _Toc20051743810.2.2 型芯尺寸计算 . PAGEREF _Toc200517438 h 34HYP

14、ERLINK l _Toc20051743911、侧向分型与侧抽芯机构的设计 PAGEREF _Toc200517439 h 35HYPERLINK l _Toc20051744011.1 侧向分型与侧抽芯机构的类型的选用 PAGEREF _Toc200517440 h 35HYPERLINK l _Toc20051744111.2 抽芯距与抽芯力的计算 PAGEREF _Toc200517441 h 35HYPERLINK l _Toc20051744211.2.1抽芯距的计算 . PAGEREF _Toc200517442 h 35HYPERLINK l _Toc20051744311.2

15、.2抽芯力的计算 . PAGEREF _Toc200517443 h 36HYPERLINK l _Toc20051744411.3 斜导柱的侧向分型与侧抽芯机构 PAGEREF _Toc200517444 h 36HYPERLINK l _Toc20051744511.3.1斜导柱的侧向分型与侧抽芯机构的形式 PAGEREF _Toc200517445 h 36HYPERLINK l _Toc20051744611.3.2斜导柱的侧向分型与侧抽芯机构的设计 PAGEREF _Toc200517446 h 36HYPERLINK l _Toc20051744711.3.3滑块的设计 PAGER

16、EF _Toc200517447 h 37HYPERLINK l _Toc20051744811.3.4楔紧块的设计 PAGEREF _Toc200517448 h 38HYPERLINK l _Toc20051744912.推出、脱模、复位结构 . PAGEREF _Toc200517449 h 39HYPERLINK l _Toc20051745012.1 影响顶出力的因素 PAGEREF _Toc200517450 h 39HYPERLINK l _Toc20051745112.2 顶出机构的设计原则 PAGEREF _Toc200517451 h 39HYPERLINK l _Toc2

17、0051745212.3 顶出机构的基本形式 PAGEREF _Toc200517452 h 40HYPERLINK l _Toc20051745312.4 顶杆的组装精度 PAGEREF _Toc200517453 h 40HYPERLINK l _Toc20051745412.5 顶杆的结构形式和固定方式 PAGEREF _Toc200517454 h 40HYPERLINK l _Toc20051745512.6 脱模方式的确定 PAGEREF _Toc200517455 h 41HYPERLINK l _Toc20051745612.7 复位机构设计 PAGEREF _Toc20051

18、7456 h 42HYPERLINK l _Toc20051745813合模导向定位结构 . PAGEREF _Toc200517458 h 43HYPERLINK l _Toc20051745913.1导柱设计 . PAGEREF _Toc200517459 h 43HYPERLINK l _Toc20051746114.模具冷却系统的设计 PAGEREF _Toc200517461 h 45HYPERLINK l _Toc20051746214.1 模具温度调节的重要性 PAGEREF _Toc200517462 h 45HYPERLINK l _Toc20051746314.1.1模具温

19、度与其调节系统对塑件质量的影响 PAGEREF _Toc200517463 h 45HYPERLINK l _Toc20051746414.1.2模具温度与其调节系统对生产效率的影响 PAGEREF _Toc200517464 h 45HYPERLINK l _Toc20051746514.2 冷却系统的计算 PAGEREF _Toc200517465 h 45HYPERLINK l _Toc20051746614.2.1塑料传给模具的热量 PAGEREF _Toc200517466 h 45HYPERLINK l _Toc20051746714.2.2由冷却水带走的热量 PAGEREF _T

20、oc200517467 h 46HYPERLINK l _Toc20051746814.2.3热传导面积（冷却水道表壁的面积） PAGEREF _Toc200517468 h 46HYPERLINK l _Toc20051746914.2.4冷却水管总长度 PAGEREF _Toc200517469 h 46HYPERLINK l _Toc20051747015.主要零件加工工艺的编制 PAGEREF _Toc200517470 h 47HYPERLINK l _Toc20051747115.1推板固定板零件图样研究 . PAGEREF _Toc200517471 h 47HYPERLINK

21、l _Toc20051747215.2 毛坯选择 PAGEREF _Toc200517472 h 47HYPERLINK l _Toc20051747315.3拟定加工路线 . PAGEREF _Toc200517473 h 47HYPERLINK l _Toc20051747415.3定模型腔的零件图样研究 . PAGEREF _Toc200517474 h 48HYPERLINK l _Toc20051747515.4 毛坯选择 PAGEREF _Toc200517475 h 48HYPERLINK l _Toc20051747615.5拟定加工路线 . PAGEREF _Toc20051

22、7476 h 49HYPERLINK l _Toc20051747716有关参数校核 . PAGEREF _Toc200517477 h 49HYPERLINK l _Toc20051747816.1 注射量的校核 PAGEREF _Toc200517478 h 49HYPERLINK l _Toc20051747916.2 合模力的校核 PAGEREF _Toc200517479 h 50HYPERLINK l _Toc20051748016.3 安装部分的尺寸校核 PAGEREF _Toc200517480 h 50HYPERLINK l _Toc20051748116.4 开模行程的校核

23、 PAGEREF _Toc200517481 h 51HYPERLINK l _Toc20051748217.塑料模具钢的选用 PAGEREF _Toc200517482 h 52HYPERLINK l _Toc20051748317.1 塑料模具用钢的必要条件 PAGEREF _Toc200517483 h 52HYPERLINK l _Toc20051748417.2 选择模具钢要考虑的条件 PAGEREF _Toc200517484 h 52HYPERLINK l _Toc20051748517.2.1塑件的生产批量 PAGEREF _Toc200517485 h 52HYPERLINK

24、 l _Toc20051748617.2.2塑件的尺寸精度 PAGEREF _Toc200517486 h 53HYPERLINK l _Toc20051748716.2.3制件的复杂程度 PAGEREF _Toc200517487 h 53HYPERLINK l _Toc20051748817.2.4制件的体积大小 PAGEREF _Toc200517488 h 53HYPERLINK l _Toc20051748917.2.5制件的外观要求 PAGEREF _Toc200517489 h 53HYPERLINK l _Toc20051749017.3 模具钢的选定 PAGEREF _Toc

25、200517490 h 53HYPERLINK l _Toc200517491结束语 . PAGEREF _Toc200517491 h 54HYPERLINK l _Toc200517492致 . PAGEREF _Toc200517492 h 55HYPERLINK l _Toc200517493参考文献 . PAGEREF _Toc200517493 h 561引言1.1.概述注射成型也称为注射模塑或注塑，是热塑性塑料的一种重要成型方法。迄今为止，除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以采用此成型方法；它的特点是生产周期短、生产效率高、易自动化，因此广泛应用于塑料制品的生产。目前，注射成型

26、总的发展趋势是向精密、节能、自动化、薄壁化和微型化发展。当今世界注射模具的基本格局是以日、美与欧洲各工业化国家作为世界模具技术的领头羊，占据了世界注射模具市场的半壁江山，他们拥有现代的设计方法和先进的模具制造设备，特别是近几年来这些国家把CAD/CAM/CAE系统作为模具工业发展的臂翼，其发展的趋势如日中天。1.2. 国外发展情况1 2注塑模具设计，国外先进国家（日本、德国、美国等）从20世纪80年代中期已广泛使用计算机对塑料模进行辅助设计（CAD），辅助制造（CAM），并对模具设计的各个环节进行定量计算机和数值分析（CAE），已由经验数据逐步过渡到计算机设计，对模具浇注系统和型腔的熔料流动行

27、为以与温度调节系统的热量分布都采用了微机辅助设计。注塑制品已呈现自动化生产，对注塑成型机可以进行远距离操作或无人操作，成型机可以根据生产监测信号实时调整成型工艺条件，从而能从根本上保证塑料制品的成型质量不发生问题。1.3.国发展情况80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为245亿，至2000年我国模具总产值预计为260-270亿元，其中塑料模约占30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高

28、。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以与汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具与塑封模具。如津荣天和机电和北极星I.K模具制造的多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.020.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量、寿

29、命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距，具体资料见表一。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如海信模具、通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以与一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备与技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀

30、式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的5080%相比，差距较大。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold与澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件

31、的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统与CAE软件等，这些软件具有适应国模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点，为进一步普与模具CAD/CAM技术创造了良好条件。近年来，国已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20、3Cr2Mo、PMS、SM 、SM等，对模具的质量和使用寿

32、命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统组件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%-80%相比，仍有很大差距。表一 国外塑料模具技术比较表项目国外国注塑模型腔精度0.0050.01mm0.020.05mm型腔表面粗糙度Ra0.010.05mRa0.20m非淬火钢模具寿命1060万次1030万次淬火钢模具寿命160300万次50100万次热流道模具使用率80%以上总体不足10%标准化程度7080%小于30%中型塑料模生产周期一个月左右24个月在模具行业中

33、的占有量3040%2530%据有关方面预测，模具市场的总体趋热是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具的发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材管接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络

34、模的发展速度也将高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子与通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本计算机和网机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向将包括：（1）提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平与比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以与因高生产率要求而发展的一模多腔所致。（2）在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项

35、比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普与创造了良好的条件;基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题;CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高;塑料制件与模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。（3）推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器

36、件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且其常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究发展高压注射成型工艺与模具以与注射压缩成型工艺与模具也非常重要。（4）开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。（5）提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国

37、外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产;其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本;再次是要进一步增加标准件规格品种。（6）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。2.制件结构和工艺性分析A.所用塑料与其性能本制件使用的原料为苯乙烯、丁二烯、丙烯腈的三元共聚物，简称ABS，英文名称是acrylonitrile-b

38、utadiene-styrene。ABS树脂为一种用途极为广泛的一种热塑性工程塑料，ABS树脂兼有三种组分的共同性质，成为具有“坚韧、质硬、刚性”的材料。丙烯腈能使聚合物耐化学腐蚀，且有一定的表面刚性，丁二烯使聚合物呈现橡胶状韧性，苯乙烯使聚合物显现热塑性塑料的加工特性，即较好的流动性。主要的成型方法有注射成型、挤出成型、吹塑成型等（本设计采用注射成型）。2.1 ABS的使用性能2.1.1 ABS的主要技术指标（见表2-1）：表2-1 ABS的主要技术指标3塑料性能数值屈服强度/MPa50拉伸强度/MPa38断裂伸长率（%）35拉伸弹性模量/GPa1.8弯曲强度/MPa80弯曲弹性模量/Gpa

39、1.4 表面电阻率/1.21013体积电阻率/m6.91014耐电弧性/s5085密度/（gcm-3）1.021.16吸水率（%）0.20.4摩擦系数0.45熔点（或粘流温度）/130160熔融指数/g（10min）-1200负荷 50N，喷嘴2.09 0.410.82维卡针入度/71122马丁耐热/63热变形温度/（45Mpa）90108线膨胀系数/（10-5-1）7.0计算收缩率（%）0.40.7比热容/（Jkg-1K-1）1470热导率/（Wm-1K-1）0.263燃烧性/（cmmin-1）慢2.1.2 ABS的使用性能：（1）性能：综合性能较好，冲击韧性、机械强度较高，尺寸稳定，耐化学

40、性、电性能良好；易于成型和机械加工，与372有机玻璃的熔接性良好，可作双色成型塑件，且表面可镀铬。（2）用途：应用在机械工业可作为结构材料使用，用来制造齿轮、电机外壳、仪表盘、冰箱外壳等；在汽车工业可制作手柄、挡泥板、加热器等；航空工业中可用来制造机舱装饰材料以与隔声材料等。此外还可制造纺织器材、计算机零部件、管材以与日用品等。2.2 ABS的工艺特性热塑性塑料的工艺特性包括收缩率、流动性、吸湿性、应力敏感性等。2.2.1 收缩率：塑料制品从模具中取出发生尺寸收缩的特性，称为塑料的收缩率。热塑性塑料制品的收缩率与塑料品种、浇口形式、尺寸与分布，以与成型条件有关，通常将塑料制品的收缩统称为成型收

41、缩。ABS的收缩率围为0.3%0.8%。考虑综合因素，且根据收缩率围较小的塑料品种按收缩率的围取中间值原则，本设计塑件收缩率取值为0.5%。2.2.2 流动性：在成型过程中，塑料熔体在一定温度与压力作用下，充填模腔的能力，称为塑料的流动性。ABS的流动性一般，溢边料在0.04 mm左右（流动性比聚苯乙烯，聚丙烯差，但比聚碳酸脂，聚氯乙烯好）。2.2.3 吸湿性：吸湿性是指塑料对水的亲和性，凡是吸湿性强，或具有粘附水分倾向的塑料，在成型前，必须进行干燥处理，以去除其中水分。 ABS的吸湿性较强，含水量应小于0.3%,必须充分干燥，要求长时间预热干燥。2.2.4 应力敏感性：应力敏感性是指塑料在成

42、型时，易产生应力，使塑件变脆，开裂。ABS属于这类材料，对于这类的材料可采取以下措施以防止制品的开裂：(1)在原料中加入增强填料，以提高抗裂性；(2)应合理设计制品和模具结构，选择有利成型条件，以减少应力。2.3 ABS成型特性ABS注射成型的主要工艺参数(见表2-2)：表2-2 ABS注射成型的主要工艺参数3项目ABS注射机类型螺杆式螺杆转速/（r/min）3060喷嘴形式直通式温度/180190料筒温度/前段200210中断210230后段180200模具温度/5070注射压力/MPa7090保压力/MPa5070注射时间/s35保压时间/s1530冷却时间/s1530成型周期/s4070

43、2.4 ABS注塑工艺性2.4.1 ABS的干燥ABS塑料的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前进行充分的干燥和预热，不单能消除水汽造成的制件表面烟花状泡带、银丝，而且还有助于塑料的塑化，减少制件表面色斑和云纹。ABS原料要控制水分在0.13%以下。注塑前的干燥条件是：干冬季节在7580以下，干燥23h，夏季雨水天在8090下，干燥48h，如制件要达到特别优良的光泽或制件本身复杂，干燥时间更长，达816h。因微量水汽的存在导致制件表面雾斑是往往被忽略的一个问题。最好将机台的料斗改装成热风料斗干燥器，以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮，但这类料斗要加强湿度监控，在生产偶然中断时，防止料的过热。2

44、.4.2 注射温度ABS塑料的温度与熔融粘度的关系有别于其他无定型塑料。在熔化过程温度升高时，其熔融实际上降低很小，但一旦达到塑化温度(适宜加工的温度围， 如220250)，如果继续盲目升温，必将导致耐热性不太高的ABS的热降解反而使熔融粘度增大，注塑更困难，制件的机械性能也下降了。所以，ABS的注射温度虽然比聚苯乙烯等塑料的更要高，但不能像后者那样有较宽松的升温围。某些温控不良的注塑机，当生产ABS制件到一定数量时，往往或多或少地在制件上发现嵌有黄色或褐色的焦化粒，而且很难利用加新料对空注射等办法将其清除排出。究其原因，是ABS塑料含有丁二烯成分，当某塑料颗粒在较高的温度下牢牢地粘附在螺槽中

45、一些不易冲刷的表面上，受到长时间的高温作用时，造成降解和碳化。既然偏高温操作对ABS可能带来问题，故有必要对料筒各段炉温进行限制。当然，不同类型和构成的ABS 的适用炉温也不同。如柱塞式机, 炉温维持在180230，螺杆机炉温维持在160220。特别值得提出的是，由于ABS的加工温度较高，对各种工艺因素的变化是敏感的。所以料筒前端和喷嘴部分的温度控制十分重要。实践证明，这两部分的任何微小变化都将在制件上反映出来。温度变化越大，将会带来熔接缝、光泽不佳、飞边、粘模、变色等缺陷。2.4.3 注射压力ABS熔融件的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，所以在注射时采用较高的注射压力。当然并非所有ABS制件

46、都要施用高压，对小型、构造简单、厚度大的制件可以用较低的注射压力。注制过程中，浇口封闭瞬间型腔的压力大小往往决定了制件的表面质量与银丝状缺陷的程度。压力过小，塑料收缩大，与型腔表面脱离接触的机会大，制件表面雾化。压力过大，塑料与型腔表面摩擦作用强烈，容易造成粘模。2.4.4 注射速度ABS料采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时，塑料易烧焦或分解析出气化物，从而在制件上出现熔接缝、光泽差与浇口附近塑料发红等缺陷。但在生产薄壁与复杂制件时，还是要保证有足够高的注射速度，否则难以充满。2.4.5 模具温度ABS的成型温度相对较高，模具温度也相对较高。一般调节模温为7585，当生产具有较大投影面

47、积制件时，定模温度要求7080，动模温度要求5060。在注射较大的、构形复杂的、薄壁的制件时，应考虑专门对模具加热。为了缩短生产周期,维持模具温度的相对稳定，在制件取出后，可采用冷水浴、热水浴或其他机械定型法来补偿原来在型腔冷固定型的时间。2.4.6 料量控制一般注塑机注ABS塑料时，其每次注射量仅达标准注射量的75 %。为了提高制件质量与尺寸稳定，表面光泽、色调的均匀，要求注射量为标定注射量的50%为宜。B塑件工艺性塑件的质量好、成本低、生产率高，不仅与成型方法、成型设备、成型工艺与模具结构有密切的关系，同时也取决于塑件本身的工艺性，可见塑件工艺性是非常重要的。如图2-1示，该塑料件为一壳体

48、件，形状为类似于矩形壳体，该壳体件基本为规则几何体的组合，无明显的空间复杂曲面的组合，结构简单、尺寸精度不是太高。2.5 塑件的材料和几何形状2.5.1塑件的选材塑件的选材应从塑料的力学、物理、化学性能考虑，以满足塑件的使用要求，另外还要考虑塑料的工艺性能和成型性能，以保证塑件既符合使用要求，又易于成型，当然也需要考虑材料和成型的价格。之前已经介绍过ABS的力学、物理、化学特性、使用性能、工艺性能与成型性能，因此，本设计采用的材料是ABS。2.5.2塑件的几何形状塑件的几何形状包括脱模斜度、壁厚、加强肋、圆角、孔、支撑面、标志与花纹等。塑件的几何形状与成型方法、模具分型面的选择、塑件是否顺利成

49、型与脱模有直接的关系。图2-1脱模斜度：由于塑件冷却后，产生收缩，会使塑件紧紧包住模具型芯或模具型腔中凸出的部分，为了使塑件易于从模具中脱出，并且避免脱模时拉伤或擦伤塑件，因此，在设计塑件时，必须考虑到塑件外表面沿脱模方向均应有足够的脱模斜度。查资料所得ABS的脱模斜度的围在40130之间，本设计取塑件脱模斜度为：a=1。如图3-2所示：图3-2塑件的脱模斜度壁厚：塑件的壁厚与使用要求有关，如果壁厚过薄，塑件在使用上可能不具备足够的强度和刚度；在脱模时，难以承受脱模机构的冲击和振动；在运输中，会造成变形甚至损坏；在成型中，熔体塑料在模具行型腔中阻力加大，而使流动性变差，而且不便于塑件从模具中顶

50、出。如果塑件过厚，会因为用料过多，而使成本增加，并且会使成型时间加长，从而降低生产效率。此外，壁厚过厚的塑件也易产生气泡、缩孔、凹痕、翘曲等缺陷。由于塑件属于中小型制品，本设计取基本壁厚为t=2mm。圆角：塑件所有转角处基本都采用圆弧过度，因为制件尖角处易产生应力集中，在受力或受冲击振动时会发生破裂，甚至在脱模过程中既由于模塑应力集中而开裂，特别是制件的转角处。一般情况下，塑件各连接处均应有半径小于0.51mm的圆角。孔：塑件上的孔不但要保证不影响塑件的强度，而且还要尽量不增加模具制造的复杂性、并使成型简单、脱模容易。塑件中存在盲孔，盲孔的深度不宜太深，孔深应小于4d，本设计中孔大多用模具上的

51、型芯（成型杆）来成型。孔的最小尺寸为1mm。2.6 塑件的尺寸、精度和表面粗糙度2.6.1塑件的尺寸塑件的尺寸取决于塑料的流动性。ABS的流动性一般，且塑件属于薄壁件，因此，塑件的尺寸不宜过大，否则，塑件会成型不全或产生熔接痕而影响塑件质量。本设计塑件基本外形尺寸为180mm143mm13mm，基本壁厚t=2mm；在其上部与侧面的加塑件的尺寸分别高出基本尺寸10mm与4.5mm；中心的圆形最大直径尺寸为133.2mm。2.6.2塑件的尺寸精度影响塑件尺寸精度的因素很多，主要有模具制造精度、模制时由于工艺条件的变化引起成型收缩率的波动，同时由于磨损等因素会造成模具尺寸不断变化，活动配合间隙的变化

52、以与模制件脱模斜度都会影响塑件的精度。表3-3 塑件公差等级3材料代号材料名称公差等级标注公差尺寸未注公差尺寸高精度一般精度ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物MT2MT3MT5综合考虑上述因素、塑件基本尺寸以与模具的制造成本和加工，本设计塑件的尺寸精度为一般精度MT3，标注公差的尺寸公差值=0.12（GB/T144861993）。222.6.3表面粗糙度塑件的表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、波纹等疵点外，主要有模具表面的粗糙度决定。一般塑件的表面粗糙度值比模具表面的粗糙度值低一级。2.6.4标志与花纹该塑件的表面标志主要在其正面与侧面，均为可在塑件完全成型后进行二次加工（如喷图

53、雕刻、电铸、冷挤压、电火花等）后的英文字母与符号。结论：综合上述，该制件符合注射成型的需要，但在成型加工前应对ABS进行干燥处理。3.拟定模具结构形式4.1确定型腔数量和排列方式型腔的数量是由制件的生产批量决定的，结合我作的课题，又考虑精度故采用一模八腔。因此我设计的模具为一模八腔的模具。考虑到模具成型零件和抽芯结构以与出模方式的设计，采用点浇口，模具的型腔如下图所示：图4-1 模具的型腔分布4.2推出机构的确定由于塑件是对称的，要求的尺寸和形位精度较高，考虑到该制件尺寸较小，且是大批量生产，制件推出时要均匀受力，不产生较大应力，所以采用顶杆顶出，每个制件上采用六个顶杆。4.3模具结构形式的确

54、定（1）模具结构的总体方案拟定 浇口采用侧浇口.两板式板式一次分型,一模两腔，靠推杆推出制件。弹簧复位。（2） 模具结构的总体方案的比较由于本塑件所设计出的模具结构简单，塑件结构较简单、尺寸精密，模具加工不太复杂，且是大批量生产，因此，采用一模两腔。由于侧浇口更适合于成型各种壳、盒塑件，因此采用侧浇口。5.注射机型号的确定5.1最大注塑量6最大注射量是注射机一次注射塑料的容量.由于习惯,对注射机的注射量用克表示.设计模具时成型塑件需要的总折射量应小与所选用折射机的最大注射量: m模0.8 m机式中: m机注射机理论最大注射量（cm3或 g） m模模具一次成型所用的塑料量（cm3或 g） m模=

55、n模+m浇式中:n型腔个数 m模每个塑件的体积或重量（cm3或 g）m浇浇注系统的体积或重量（cm3或 g）用PROE对制件进行测量分析,得: M1=27.63 cm3根据浇注系统的体积进行估算,得: M2=3 cm3因此可得:M1+M2=30.630.40.660.11.01.5100.150.20.450.080.81.0100.11.52.0100.20在传递模中选择排气槽位置时，应注意以下原则。1）排气槽应设置在远离浇口的边角处或型腔最后充满处。2）塑料容易在嵌件附近或制品壁厚最薄处形成熔接痕，这些部位应开设排气槽，用排气槽溢出前锋硬料，以提高熔接痕强度。3）模具中推杆配合间隙。活动型

56、芯、分型面的闭合间隙等亦可用于排气。因此，排气槽应尽量开设在分型面上，避免因排气槽中的溢料影响制品脱模。4）排气槽应尽量设在塑件较厚的成型部位。5）排气槽应设在清模的位置，以防止积存冷料。6）排气槽的深度与塑件品种的流动性以与注射压力、注射温度有关。9.4 排气槽的位置和形式11注射模的排气问题，有时候往往被忽略。其实，在多数情况下，在模具结构里，总能自然而然地具有排气的功能。比如从分型面、从顶杆、从镶拼件等结构件的缝隙中自然排气。 1）分型面排气。合模在严密，由于分型面的平面制造误差的缝隙作为排气信道是足够的。2）顶杆处排气。由于顶杆和型心是动配合形式，其配合间隙足以完成排气功能。在必要时，

57、可将其配合间隙做的稍大一些。只要它的间隙小于规定的排气槽深度，就能实现既排气良好，又不产生溢料的现象。3）镶拼件排气。利用镶拼件的装配间隙排气。从上面可知：适当地开设排气槽，可以大大降低注射压力、注射时间。保压时间以与锁模压力，使塑件成型由困难变为容易，从而提高生产效率，降低生产成本，降低机器的能量消耗。本设计的排气系统利用分型面排气，镶拼件排气。由于塑件属于中小型制件，且模具为单型腔模具，所以本设计采用利用配合间隙排气的方法，即利用分型面之间、推出机构与模板之间与活动型芯与模板之间的配合间隙进行排气。间隙值为0.03mm0.05mm。10.成型零部件结构与设计10.1 注塑模成型零部件结构1

58、0.1.1 型腔的结构设计型腔是成型产品外形的主要部件，其结构特点随产品的结构和模具的加工方法而变化。考虑到制件的复杂程度以与设计的简化性，型腔在设计中采用镶拼组合式。图10-1 镶拼组合式型腔10.1.2 型芯的结构设计12型芯的形状较复杂，因此选用镶拼的组合方式，并采用小型芯镶拼组合，由于小型芯体积较小，并受到模具结构的限制，固定方式采用台肩固定的形式，如上图所示。优点：对于形状复杂的型芯，若采用整体式结构，比较难加工。所以采用镶拼组合式的凸模结构。同时可以使母模边缘的材料的性能低于母模的材料，避免了整体式凸模采用一样的材料不经济，由于凸模的镶拼结构可以通过间隙利于排气，减少母模热变形。对

59、于母模中易磨损的部位采用镶拼式，可以方便模具的维修，避免整体的母模报废。缺点：组合式凸模的刚性不与整体式的易在塑件表面留下痕迹模具结构比较复杂。(镶拼式的结构可以平衡变形量)。10.2 注塑模成型零件工作尺寸计算所谓工作尺寸是指成形零件上直接用以成形塑件部位的尺寸。工作尺寸的计算受塑件尺寸精度的制约，影响塑件尺寸精度的因素甚多，且十分复杂，因此塑件尺寸难以达到高精度。为计算简便起见，规定凡是孔类尺寸均以其最小尺寸作为公称尺寸，即公差为正；凡是轴类尺寸均以其最大尺寸作为公称尺寸，公差为负。10.2.1 型腔的尺寸计算型腔的各部尺寸一般都是趋于增大尺寸，因此应选择塑件公差的1/2，取负偏差，再加上

60、1/4的磨损余量，而型腔深度则加上1/6的磨损量，这样型腔的计算尺寸表述如下： （1）型腔尺寸计算型腔尺寸的计算式：（10-1）式中 L塑件相应部位尺寸（mm）；L型腔尺寸（mm）；M模具制造偏差（mm）；S平均收缩率（mm/mm）；c模具磨损量磨损严重时c=/2磨损轻微时c=/5/8不考虑磨损时，去掉各式中的c材料为POM，该塑料的平均收缩率S2.10.021M按IT7公差选取。型腔的各尺寸:塑件的外型基本尺寸型腔径向尺寸（2）型腔深度:塑件高度基本尺寸型腔深度（10-2）10.2.2 型芯尺寸计算型芯的各部分尺寸除特殊情况外都是趋于缩小尺寸，因此应选择塑件公差的1/2，取正偏差，再加上1/