電視機(jī)遙控器后蓋的注塑模具設(shè)計(jì)-塑料注射模1模2腔含UG三維及12張CAD圖帶模流、開模仿真-獨(dú)家.zip,電視機(jī),遙控器,注塑,模具設(shè)計(jì),塑料,注射,UG,三維,12,CAD,圖帶模流,模仿,獨(dú)家
電視機(jī)遙控器后蓋的注塑模具設(shè)計(jì)
摘 要
根據(jù)塑料電視機(jī)遙控器后蓋制品的要求，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。本模具采用一模兩腔，側(cè)澆口進(jìn)料，注射機(jī)采用海天160X2C型號，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD和UG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：電視機(jī)遙控器后蓋，一模兩腔，側(cè)澆口進(jìn)料；注射機(jī)，冷卻系統(tǒng)，注塑模具
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Abstract
According to the requirements of plastic TV remote control back cover products, understand the use of plastic parts, analyze the technical requirements of plastic parts, dimensional accuracy and so on, select the size of plastic parts. This mold adopts a mold two cavity, the side gate feed, the injection machine adopts Haitian 160X2C model, sets the cooling system, CAD and UG draw two-dimensional assembly drawings and parts drawing, choose the reasonable processing method of the mold. Attached are instructions for the systematic use of brief text, concise sketches and calculations to analyze the plastic parts, so as to make a reasonable injection mold design.
Key words: TV remote control rear cover, one mold two cavity, side gate feed, injection machine, cooling system, injection mold
目 錄
摘 要 I
第1章 緒論 4
1.1 模具在加工工業(yè)中的便利性 4
1.2 塑料模具的發(fā)展趨勢 6
1.3 本設(shè)計(jì)的目的和要求 7
第2章 塑料材料分析 8
2.1 塑件的工藝分析 8
2.1.1 塑件的位置公差 8
2.1.2 塑件表面質(zhì)量要求及分析 9
2.1.3 脫模斜度分析 10
2.1.4 壁厚的分析 10
2.1.5 圓角的分析 10
2.1.6孔的分析 11
2.1.7塑件的體積和質(zhì)量 11
2.1.8 塑件成型方法與分析 11
2.2 材料分析 12
2.2.1 材料的分析與選擇 12
2.2.2 分析制件材料使用性能 13
第3章 塑件的工藝分析 15
3．1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15
3．2 塑件尺寸及精度 16
3．3 塑件表面粗糙度 17
3．4 塑件的體積和質(zhì)量 17
第4章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 18
4．1、注射成型工藝過程分析[5] 18
4．2 澆口種類的確定 19
4．3 型腔數(shù)目的確定 19
4．4 注射機(jī)的選擇和校核 19
4.4.1 注射量的校核 20
4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 21
4．4．3、模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 21
第5章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23
5．1 分型面的設(shè)計(jì) 23
5．2 型腔的布局 23
5．3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24
5．3．1 澆注系統(tǒng)組成 24
5．3．2 確定澆注系統(tǒng)的原則 24
5．3．3 主流道的設(shè)計(jì) 25
5．3．4 分流道的設(shè)計(jì) 27
5．3．5 澆口的設(shè)計(jì) 27
5．3．6 冷料穴的設(shè)計(jì) 28
5．4 注射模成型零部件的設(shè)計(jì)[7] 28
5．4．1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28
5．4．2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 30
5．5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 31
5.5.1 凹模寬度尺寸的計(jì)算 31
5.5.2 凹模長度尺寸的計(jì)算 32
5.5.3 凹模高度尺寸的計(jì)算 32
5.5.4 凸模寬度尺寸的計(jì)算 32
5.5.5 凸模長度的計(jì)算 32
5.5.6凸模高度尺寸的計(jì)算 32
5．6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 32
5．6．1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 33
5．6．2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 33
5．6．3 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 33
5．7 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 34
5．7．1 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 35
5．7．2 冷卻系統(tǒng)之設(shè)計(jì)規(guī)則 35
5．8 模架的選用 36
第6章 模具材料的選用 39
6．1 成型零件材料選用 39
6．2 注射模用鋼種 39
第七章 模具其它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 40
7.1脫模裝置設(shè)計(jì) 40
7.1.1 推出力的計(jì)算 40
7.1.2 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 41
總結(jié) 43
致謝 45
第1章 緒論
1.1 模具在加工工業(yè)中的便利性
在現(xiàn)代化的工業(yè)里面，模具是使用最多的也是最基礎(chǔ)的一個工藝裝置。模具現(xiàn)在在很多行業(yè)里面都有廣泛的使用，比方說汽車，電機(jī)，電子等等，在工業(yè)領(lǐng)域里面，六成到八成的零部件在進(jìn)行加工生產(chǎn)的時候都是靠著模具才能夠成形的，而且最近這些年我們國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，行業(yè)的發(fā)展也很快，所以現(xiàn)在對于模具的要求就很高了，模具的結(jié)構(gòu)跟原來相比也是復(fù)雜了很多。我們使用模具來加工產(chǎn)品，優(yōu)點(diǎn)是精度很高，復(fù)雜性很高，加工出來的產(chǎn)品一致性也很高，生產(chǎn)率很高，但是消耗的能量確是很低的，是我們在加工別的產(chǎn)品，或者是塑件的復(fù)雜的這個程度還有注射機(jī)的類型等等這些都是有關(guān)系的，模具的結(jié)構(gòu)有動模還有定模這一部分。定模，就是裝在注射機(jī)的固定的板子上面，動模是裝在注射劑移動的板子上面，在進(jìn)行注射成型的時候，模具跟著注射劑上面的合模進(jìn)行運(yùn)動，在產(chǎn)品成型的時候，動模跟定模都是由導(dǎo)柱導(dǎo)向然后就是閉合了。正常來說注射模具的組成部分有成型的零部件，合模機(jī)構(gòu)、澆注系等等。
因?yàn)槟＞咴谶M(jìn)行加工時候的特征，所以我們模具在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候跟別的行業(yè)是不一樣的。模具設(shè)計(jì)要考慮的要點(diǎn)如下:
a．我們要考慮吸水性還有對應(yīng)力的敏感性，不一樣的塑料的特點(diǎn)還有性能都是不一樣的，所以我們在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候要盡可能的發(fā)揮塑件的長處，盡量不能顯示出塑件的短處。
b、我們要考慮的很多不一樣的地方。我們加工的塑件的外形應(yīng)在在加工產(chǎn)品的時候方便產(chǎn)品的在成型的時候進(jìn)行充模，排氣，補(bǔ)縮，同一時間還要滿足讓熱塑性塑料的產(chǎn)品能夠很快的，均勻的進(jìn)行冷卻，可以讓熱固性的塑料在進(jìn)行固化的時候可以很均勻。
c．我們要考慮這個塑件的結(jié)構(gòu)要能夠讓整個模具的結(jié)構(gòu)簡單，不復(fù)雜，一定不能讓點(diǎn)向分型抽芯的裝置跟簡化脫模的裝置，這樣加工出來的產(chǎn)品可以符合我們的要求。一些要求很特別的產(chǎn)品，我們還要多考慮一些因素在里面，包括。
現(xiàn)在，我們國家的模具技術(shù)從原來的只是加工簡單的模具，到現(xiàn)在我們已經(jīng)可以加工的模具是大型的，而且精度很高的，復(fù)雜的，使用時間很長的模具。在塑料模具這個領(lǐng)域，我們可以進(jìn)行汽車保險桿還有整個儀表盤的加工了，在加工的時候使用的是大型的注射模。有一部分的塑料膜需要生產(chǎn)廠家接合計(jì)算機(jī)對整個加工過程進(jìn)行分析，這些分析包括了流動分析，冷卻分析，應(yīng)力分析等等，我們在選擇澆口的時候位置一定要合理，澆口的大小，在進(jìn)行注塑時候具體的參數(shù)還有在進(jìn)行冷卻的時候系統(tǒng)怎么去安排等等，這樣將會進(jìn)一步的優(yōu)化我們模具的設(shè)計(jì)方案，也使得模具設(shè)計(jì)還有加工產(chǎn)品的周期大大的簡短了很多，使模具制造能力大為提高。我們使用CAE技術(shù)取代試模，這種工藝是在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的時候一個新的進(jìn)步，特別是對于模具在損壞以后的浪費(fèi)大大的改善了，使用這種工藝以后加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量提高了很多，而且成本上也降低了很多，從經(jīng)濟(jì)上還有技術(shù)上來說都有很重大的意義。一些國外的電加工機(jī)床，功能很多，用起來非?？煽?，這個機(jī)床的工藝數(shù)據(jù)還有系統(tǒng)都是很完善的，在進(jìn)行模具的深槽窄縫的加工，還有微細(xì)加工等等，效率都比我們國家高出很多，加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量也高出很多。最新使用的模糊控制系統(tǒng)，它有加工反力的檢測和控制，在進(jìn)行大面積的工作的時候可以用深度來進(jìn)行精度的控制。電火花混粉的加工技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的使用，使得模具表面的質(zhì)量提高了很多。模具的逆向工程的技術(shù)、三現(xiàn)階段的發(fā)展還有在實(shí)際生產(chǎn)里面的運(yùn)用，使得模具的制造能力跟原來相比提高了很多，尤其是在加工成型零件的軟件，上面我們提到的技術(shù)都跟電腦接合在一起，可以讓這些加工數(shù)據(jù)輸入到我們的加工設(shè)備里面去，這樣我們就實(shí)現(xiàn)了電腦為輔助工具的設(shè)計(jì)制造一體化生產(chǎn)。
1.2 塑料模具的發(fā)展趨勢
我們將塑料加工成為產(chǎn)品的方法有很多種，這里面我們使用最多的是進(jìn)行注射，擠出，壓縮，壓注，壓延還有吹塑等等。在這些里面我們使用最多的加工塑料的方法是注射。一般來說除了氟塑料，基本上所有的熱塑性的塑料都可以通過這個加工發(fā)法進(jìn)行成型。這種加工方法的特點(diǎn)是成型的周期不長，可以進(jìn)行一次成型，加工出來的產(chǎn)品外形是很復(fù)雜的，而且產(chǎn)品的尺寸精確度是很高的，可以進(jìn)行全自動化的生產(chǎn)。所以，這種注射的加工辦法運(yùn)用的很廣泛，在現(xiàn)在市面上的塑料產(chǎn)品里面大概占到了三成，但是因?yàn)檫@種加工需要的設(shè)備價格是很高的，而且在加工模具的時候成本也是很高的，不能用來加工一件或者是生產(chǎn)量很小的塑料件的生產(chǎn)。
我們要想弄明白注射成型是什么意思還有注射模是什么意思，我們最起碼要先掌握一點(diǎn)注射機(jī)的基本的知識，注射機(jī)是讓產(chǎn)品注射成型的主要的機(jī)器，要靠這個機(jī)器讓顆粒狀的塑料在經(jīng)過壓力很高，溫度很高的加工工序以后，再進(jìn)行注射。注射劑是我們進(jìn)行加工熱塑性或者是熱固性塑料成型的加工設(shè)備，這種加工設(shè)備我們按照機(jī)器的外部形狀，可以分成立式的，臥式的還有直角式的這三種，組成部分是等。
我們要將產(chǎn)品注射成型要使用模具，這個模具我們叫做注射模，這種模具是我們要加工產(chǎn)品的工藝裝置。
注射模類型有很多，它的結(jié)構(gòu)還有塑料的種類，塑件有多復(fù)雜還有注射劑的類型這些都是有很大的關(guān)系的，它的基本的機(jī)構(gòu)就是定模還有動模。定模主要是裝在注射機(jī)上面的固定板上的，動模是裝在注射機(jī)上面的移動板上面的，在進(jìn)行注射成型的時候，它是要跟著注射機(jī)上面的合模做系統(tǒng)的運(yùn)動的。在進(jìn)行注射成型的時候，動模跟定模是通過導(dǎo)柱導(dǎo)向進(jìn)行了閉合，正常注射模的組成是機(jī)構(gòu) [2] 。
注射工藝將注射模、塑料原材料和注射機(jī)連接在一起。我們通過注射的工藝將產(chǎn)品成型，這個工藝最中心的問題就是要用一切辦法獲得塑化比較好的塑料熔體，要讓它能夠注射到模具里面去，這樣在我們設(shè)定好的溫度下面進(jìn)行冷卻，還有定型，讓我們加工的塑件達(dá)到產(chǎn)品的需要。注射機(jī)還有模具的結(jié)構(gòu)都已經(jīng)確定好了以后，那么決定產(chǎn)品成型質(zhì)量好壞的因素就是注射成形工藝條件的選擇還有控制了。
要將產(chǎn)品注射成型在工藝上我們有三點(diǎn)要求，也就是：溫度、壓力、時間。在產(chǎn)品成型的這個過程里面，特別是精確度要求很高的產(chǎn)品成型，我們要將成型條件確定為最好的時候不是一件簡單的事情，因?yàn)橛绊懢_度的因素實(shí)在是太多了，比方說加工產(chǎn)品的外形，模具自身的機(jī)構(gòu)，注射機(jī)的裝備，原材料的質(zhì)量，溫度等等。
現(xiàn)在國際市場上使用最多的，適用范圍也是最廣的注射模的分析軟件是澳大其中MOLDFLOW軟件包括三個部分：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）。
我們使用CAE技術(shù)取代試模，這種工藝是在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的時候一個新的進(jìn)步，特別是對于模具在損壞以后的浪費(fèi)大大的改善了，使用這種工藝以后加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量提高了很多，而且成本上也降低了很多，從經(jīng)濟(jì)上還有技術(shù)上來說都有很重大的意義[3]。
1.3 本設(shè)計(jì)的目的和要求
我們按照塑料制品的實(shí)際的需要，先了解一下塑料制品用來做什么，將塑料制品的工藝進(jìn)行分析等等。將冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)好，使用 CAD和UG將二維總裝圖和零件圖畫出來，將模具的加工方法確定下來。將說明書附上，進(jìn)行系統(tǒng)的表述，簡單的示意圖還有部分計(jì)算進(jìn)行塑件的分析，然后才能夠做出來合理的模具設(shè)計(jì)。將說明書附上，然后使用比較系統(tǒng)的專業(yè)的文字，不復(fù)雜的圖紙還有計(jì)算進(jìn)行塑件的分析，這個時候才能將模具的設(shè)計(jì)合理的表述出來。
第2章 塑料材料分析
2.1 塑件的工藝分析
2.1.1 塑件的位置公差
已經(jīng)加工成型的零件的大小就是說成型的零件上可以直接決定塑件外形的相關(guān)的尺寸，這些尺寸主要指的是有型腔還有型芯的徑向的尺寸，型腔的深度是多少還有型芯的高度是多少，型芯和型芯之間的長度是多少，還有中心距的大小是多少等。
我們在對模具進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候主要要按照塑件的大小還有精確度的等級將成型零部件的大小還有精確度的等級確定下來。在這里對塑件的大小還有精確度有影響的因素主要有塑件的收縮率，模具將零部件加工成型時候的誤差，還有模具在加工零件時候的磨損，以及我們在對模具進(jìn)行安裝時候產(chǎn)生的誤差。這些我們提到的因素都可以用來確定成型零件的大小的。
因?yàn)槿绻覀儼凑諄硭阈托具€有型腔的大小的時候肯定會有誤差的出現(xiàn)（考慮到模具在制造時候產(chǎn)生的公差還有模具在加工零部件的時候會產(chǎn)生磨損量，這個磨損量我們都是按照經(jīng)驗(yàn)來確定的），只將塑件的收縮率的計(jì)算考慮進(jìn)去，用來計(jì)算零部件的工作尺寸。
塑件在經(jīng)過加工成型以后，我們就得到了我們需要加工的產(chǎn)品，這個產(chǎn)品從熱模具里面拿出來以后，我們要對它進(jìn)行冷卻，一旦進(jìn)行冷卻那么產(chǎn)品的尺寸就會有所減小，所以，我們就知道每一個塑料產(chǎn)品收縮性都是它的特征之一，如果我們加工的材料是ABS，那么它的收縮率就是0.5%，我們用下面的公式來計(jì)算： A=B+0.005B
式子里面
B-塑件在常溫下實(shí)際尺寸
我們可以選擇塑件公差的三分之一到四分之一，也可以用IT7～8級來當(dāng)作模具的制造公差。在這里，我們選擇的是IT8級，型芯工作尺寸公差，我們選擇的是IT7級。模具型腔小一些的尺寸作為基本的尺寸，這個時候它的偏差就是一個整數(shù)：如果說模具型芯的最大尺寸作為基本尺寸的時候，這個時候偏差就是一個負(fù)數(shù)，中心距的偏差進(jìn)行的是雙向的對稱的分布，每一個加工以后成型的零部件的工作的齒距詳細(xì)的數(shù)據(jù)看圖紙。
在對模具進(jìn)行設(shè)計(jì)之前首先要先將塑件的工藝確定下來，這里的工藝主要包括了塑件的形狀，塑件的結(jié)構(gòu)，塑件的大小，還有塑件的精確度等級，當(dāng)然還有塑件表面的質(zhì)量，這樣我們才能合理的將模具的結(jié)構(gòu)還有精確度確定下來。
2.1.2 塑件表面質(zhì)量要求及分析
加工出來的塑料產(chǎn)品外面的形狀還有大小主要受到塑料材質(zhì)的流動性還有注射劑的規(guī)格的影響，在設(shè)備沒有變化還有工藝是一樣的情況下，材質(zhì)不一樣的塑料，流動性好的，就可以加工出來尺寸比較大的產(chǎn)品，相反的出來的產(chǎn)品的尺寸就很小。我們從成本還有環(huán)保的角度來考慮，只要達(dá)到我們產(chǎn)品的需要的，通常我們對于產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候一定要緊湊一些，這樣我們加工出來的產(chǎn)品外形就比較小。這種塑料產(chǎn)品的材質(zhì)是ABS，流動性是很好的，適合用來加工尺寸不一樣的產(chǎn)品。
塑件的大小還有精確度對于模具的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)，還有模具的加工的精確度都是有直接的影響的。為了能夠讓模具加工產(chǎn)品的難度降低一點(diǎn)，還有讓模具加工的成本可以減少一些，在達(dá)到加工產(chǎn)品的要求的前提條件下，要盡可能的將塑件的大小還有精確度設(shè)計(jì)的簡單一些。因?yàn)樗芰细饘俚牟罹嗍呛艽蟮?，所以不能參照金屬的等級來確定輸料的等級。現(xiàn)在國家成型技術(shù)很低，塑件尺寸公差可借鑒料制件標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行確定。按照要求，這次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品都是使用MT5級精度。
塑料產(chǎn)品的表面的要求越是高，那么塑料的表面的粗糙度就越是低。在產(chǎn)品成型的時候，我們要盡可能的避免產(chǎn)品上面有疤痕等的產(chǎn)生，而且模具的腔里面的粗糙度還要很低。模具不停的在反復(fù)的進(jìn)行使用，所以腔里面的粗糙度就會增加，所以我們對于模具應(yīng)該及時的觀察，粗糙度高了的話就要進(jìn)行拋光。
2.1.3 脫模斜度分析
因?yàn)樗芰袭a(chǎn)品在進(jìn)行冷卻的時候會有一定的收縮，所以在脫模之前一定會緊緊的將模具的芯或者是模具腔里面突出的地方包裹住，這樣是為了脫模的時候能夠方便一些，為了避免在脫模的過程里面因?yàn)榱馓?，將產(chǎn)品的表面弄傷了，所以我們脫模的方向平行的制品的里面還有外面的表面都應(yīng)該有一定的斜度來方便進(jìn)行脫模。這個斜度跟加工出來產(chǎn)品的形狀，厚度還有收縮率都有關(guān)系的，斜度如果說太小了，會讓加工產(chǎn)品的大小有問題，還會讓加工的產(chǎn)品有損傷或者是出現(xiàn)破裂，在斜度太大的時候，雖然脫模很方便了，但是加工的產(chǎn)品的精確度又不高，會導(dǎo)致材料的浪費(fèi)。一般來說這個斜度的值我選取的是模斜度30/～1。
2.1.4 壁厚的分析
我們在對塑件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時候，需要考慮的一個問題就是塑件的壁厚。這個壁厚對于產(chǎn)品注射成型有著重要的影響，在進(jìn)行注射充模的時候熔體在流動，在進(jìn)行定型的時候冷卻的速度是多少，冷卻的時間是多少，還有塑件的成型時候質(zhì)量怎么樣，塑件的原材料是什么還有生產(chǎn)的效率有多高，還有生產(chǎn)成本是多少都有很緊密的關(guān)系。通常在前提條件都滿足的情況下，我們的壁厚應(yīng)該要小一些，這樣原材料的損耗就會降低，生產(chǎn)成本就不高，最重要的是冷卻的速度會很快，這樣成型的周期就比較短，另外還不會產(chǎn)生氣泡，縮孔，凹陷等等這些。但是如果這個壁厚太小的話，那么加工的產(chǎn)品剛度不好，而且在進(jìn)行脫模還有裝配，使用的時候產(chǎn)品會出現(xiàn)變形，那么加工出來的產(chǎn)品在使用的時候就會不合格。我們選擇的壁厚應(yīng)該均勻，防止塑件出現(xiàn)不均勻的收縮導(dǎo)致產(chǎn)品是次品。一般來說壁厚的值都是在1～4mm，我們用的最多的數(shù)值是2～3mm。
2.1.5 圓角的分析
為了避免塑料件在拐彎的地方應(yīng)力太過集中，那么我們就要將在加工過程里面的充模特性進(jìn)行改善，我們要在塑料件拐彎的地方還有里面連接的地方使用圓角來進(jìn)行過度。在沒有什么特別的需要的時候，塑件的每個連接角的地方都要有半徑是的圓角。通常來說外面的圓弧的半徑要比壁厚大出0.5倍來，里面的圓角的半徑通常要是壁厚的0.5倍。
2.1.6孔的分析
加工出來的塑料產(chǎn)品上面一般都會有很多通孔還有盲孔，一般來說，這些孔都可以使用型芯來進(jìn)行成型。但是如果說這個孔的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜的話，那么熔體在流動的時候就會很困難，那么我們在進(jìn)行模具加工的時候難度就會大很多，這樣就會導(dǎo)致生產(chǎn)成本太高，所以我們在塑料件上面設(shè)計(jì)孔的時候，要盡可能設(shè)計(jì)簡單一些的孔。因?yàn)樾托緦τ谌垠w來說可以進(jìn)行分流，所以我們在這個孔的周邊會有熔接的痕跡，這樣會讓孔的強(qiáng)度降低很多，所以我們在進(jìn)行孔的設(shè)計(jì)的時候，孔和孔的距離以及孔到塑料產(chǎn)品的邊的距離都要比孔的直徑還有大，在這個孔的周圍應(yīng)該將壁厚加大，這樣我們塑料產(chǎn)品的強(qiáng)度還有剛度都會加強(qiáng)。
2.1.7塑件的體積和質(zhì)量
在我們這篇論文里面，塑料件的質(zhì)量還有體積在進(jìn)行測量的時候使用的是3D，在UG這個軟件里面，通過塑膜部件驗(yàn)證的這個功能，可以測得塑件的體積25.5，因ABS的密度為1.05，即可以得出該塑件制品的體積為質(zhì)量約為27。
2.1.8 塑件成型方法與分析
我們這篇論文里面的遙控器，看下面的圖所畫的，詳細(xì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)還有大小看圖紙，這個塑料件的結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，而且生產(chǎn)起來量很大，成本很低，在加工的時候成形是很簡單的，對于精度的要求也沒有多高，所以我們使用的是一個模一個腔室，點(diǎn)面進(jìn)行澆口進(jìn)料，我們的注射劑的型號是HT200×2C。
遙控器產(chǎn)品圖
2.2 材料分析
2.2.1 材料的分析與選擇
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。
2.2.2 分析制件材料使用性能
制件材料注塑性能
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，模具溫度可控制在5060，要求塑件光澤和耐熱時，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。
電學(xué)性能
ABS的絕緣性是很好的，一般都不會因?yàn)闇囟冗€有濕度有什么改變；在溫度范圍比較大的時候，濕度還有頻率的范圍也比較大的時候，介電常數(shù)還有介電損耗都是變化很小的；承受電弧的性能是非常好的，而且這種性能在溫度很高的時候也可以持續(xù)。ABS的介電強(qiáng)度與厚度有關(guān)，厚度0.127mm時為82.7kV/mm，厚度為1.88mm時為23.6kV/mm。
環(huán)境性能
ABS不耐強(qiáng)酸和氧化劑，對烯酸及弱酸有一定的穩(wěn)定性。ABS的耐溶劑性良好，可耐烴類、醇類、醛類、醚類、汽油、潤滑油及弱堿等，并可在高溫下保持相當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)穩(wěn)定性。吸水性小，尺寸穩(wěn)定性好。如果長時間受到紫外線的作用的話，力學(xué)的性能就會降低很多，這個時候它表面就會出現(xiàn)粉化或者是龜裂。
優(yōu)點(diǎn)
1、具高機(jī)械強(qiáng)度和剛性；
2、最高的疲勞強(qiáng)度；
3、對環(huán)境有一定的抵抗力，可以承受有機(jī)溶劑的性能是很好的；
4、耐反復(fù)沖擊性強(qiáng)；
5、廣泛的使用溫度范圍(-40℃~120℃)；
6、良好的電氣性質(zhì)；
7、復(fù)原性良好；8、自己的潤滑性能是很好的，耐磨的性能也是很好的； 9、尺寸安定性優(yōu)。
缺點(diǎn)
一旦受到強(qiáng)酸進(jìn)行腐蝕的時候，承受能力就很差了，粘合的性能也不好，進(jìn)行熱分解的時候跟軟化時候的溫度都是很靠近的，限氧指數(shù)是很小的。
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。
遙控器后蓋如圖所示，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）3D視圖
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，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，它與注射充模時的熔體流動、固化定型時的冷卻速度和時間、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，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，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，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)孔時孔時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UG軟件中，使用塑模部件驗(yàn)證功能，可以測得塑件的質(zhì)量（ABS的密度為1.05），即可以得出該塑件制品的質(zhì)量為27克。
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，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)壓冷卻和脫模幾個步驟，但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩個過程。
第三步：制件的后處理
注射制件經(jīng)脫?；驒C(jī)械加工后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚恚康氖菫榱讼嬖诘膬?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。
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)中遙控器后蓋塑件外表面質(zhì)量要求較高，所以選用側(cè)澆口。側(cè)澆口直接在中間的圓端面處進(jìn)，遙控器后蓋組裝后，澆口被遮擋起來。
側(cè)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)中采用側(cè)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，采用一模兩腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。
4．4 注射機(jī)的選擇和校核
由于采用一模兩腔，需要至少注射量為27x2g，流道水口廢料5g，總注塑量達(dá)到59g，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160X2C。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為：
海天HTF160X2C
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，必須使得在一個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=2 27g =5g
M=27X2+5=59g（約等于）<331gx80%
注塑機(jī)額定注塑量為331g
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=2 =6450 =200
=6450x2+200=26061.48
注射成型時為了可靠的鎖模，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=13100x30x1.1x0.001= 432.3KN<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310mm 180
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