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XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
XX 大 學(xué)
（高等教育自學(xué)考試）
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
機(jī)械工程學(xué)院 辦學(xué)點(diǎn) 模具設(shè)計(jì)與制造專(zhuān) 業(yè) 班
設(shè)計(jì)（論文）題目：
完成期限：
自 年 月 日 至 年 月 日 止
指 導(dǎo) 教 師
辦學(xué)單位負(fù)責(zé)人
批 準(zhǔn) 日 期 學(xué) 生
接受任務(wù)日期
摘 要
本文是關(guān)于空調(diào)遙控器上殼注塑模具的設(shè)計(jì)，塑件雖然不是很復(fù)雜，但其設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)和澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)主要使用UG8.5軟件，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐來(lái)設(shè)計(jì)空調(diào)遙控器上殼注塑模具的整體結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)塑件形狀、尺寸等方面的分析來(lái)確定其工藝。主要包括分型面的選擇,澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì),成型零件的計(jì)算,側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)置,頂出機(jī)構(gòu)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等，此外還對(duì)其脫模力進(jìn)行計(jì)算，并選擇合適的注塑機(jī)。本次設(shè)計(jì)使用UG8.5，EMX來(lái)進(jìn)行模架、螺釘、頂桿等零件的選取，設(shè)計(jì)安裝完成后，直接導(dǎo)出2D裝配圖及相關(guān)零件圖，大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間。
關(guān)鍵詞：注塑模具；側(cè)向抽芯； 澆注系統(tǒng)
Abstract
This is the design on the lid of the plastic injection mold, the plastic parts is not very complicated, but the difficulty lies in its design of the side core-drawing institutions and gating system design. The design using Pro / E software, combined with production practices to design the overall structure of the lid injection molds and the plastic parts shape, size and other aspects of the analysis to determine the process. Including the choice of the parting surface, gating system design, calculation of the molded part, side core-pulling mechanism set up, ejection mechanism and the cooling system design, in addition to the ejection force be calculated, and choose the appropriate injection molding machine. The design using UG8.5, the EMX to select the mold, screws, ejector parts, design and installation is complete, direct export 2D assembly drawings and part drawings greatly reducing the design time.
Keywords: Injection mold; Side core-pulling; feed system
目 錄
摘 要 1
Abstract 2
前 言 4
1.1 概述 5
第二章、塑件的工藝性分析 10
2.1.塑件的分析 10
2.2.ABS的性能分析 11
2.3.ABS的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù) 13
第三章、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 13
3.1.分型面位置的確定 13
3.2.確定型腔數(shù) 14
3.3.排列方式 15
3.4.模具結(jié)構(gòu)形式的確定 15
3.5.注射機(jī)型號(hào)的確定 15
第四章 注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18
4.1.流道的設(shè)計(jì) 18
4.2.分流道的設(shè)計(jì) 18
4.3.澆口的設(shè)計(jì) 19
4.4.校核主流道的剪切速率 21
4.5.冷料穴的設(shè)計(jì)及計(jì)算 21
第五章、成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 22
5.1.成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 22
5.2.成型零件鋼材的選用 23
5.3.成型零件工作尺寸的計(jì)算 23
5.4.成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 24
第六章、模架的確定 24
第七章、脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25
第八章、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27
第九章、導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 28
總 結(jié) 29
結(jié) 論 30
謝 辭 31
參考文獻(xiàn) 31
前 言
模具畢業(yè)設(shè)計(jì)是在完成冷沖模具設(shè)計(jì)、塑料模具設(shè)計(jì)、CAD軟件等相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)之后，一個(gè)重要的綜合性的環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)之前，要具備機(jī)械制圖、公差與技術(shù)測(cè)量、機(jī)械原理及零件、模具材料及熱處理、模具制造工藝、塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)等方面必要的基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)。初步了解塑件的成型工藝和生產(chǎn)過(guò)程，熟悉各種塑料模具的典型結(jié)構(gòu)。
塑料模具是決定最終產(chǎn)品性能、規(guī)格、形狀及尺寸精度的載體，塑料成型模具是使塑料成型生產(chǎn)過(guò)程順利進(jìn)行、保證塑料成型制件質(zhì)量不可缺少的工藝裝備，是體現(xiàn)塑料成型設(shè)備高效率、高性能和合理先進(jìn)塑料成型工藝的具體實(shí)施者，也是新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的決定性環(huán)節(jié)。由此可見(jiàn)，為了周而復(fù)始地獲得符合技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求及質(zhì)量穩(wěn)定的塑料制件，塑料成型模具的優(yōu)劣是成敗的關(guān)鍵，它最能發(fā)映出整個(gè)成型生產(chǎn)過(guò)程的技術(shù)含量及經(jīng)濟(jì)效益。
本課題正是為了設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的塑料成型模具來(lái)滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)生活中的需求。通過(guò)本課題，可以讓我們綜合運(yùn)用和鞏固機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)課程的基本理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)綜合分析和解決專(zhuān)業(yè)的一般工程技術(shù)問(wèn)題的獨(dú)立工作能力，培養(yǎng)從事模具設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的初步能力，為實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本目的是：
（1）綜合運(yùn)用塑料模具設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、公差與技術(shù)測(cè)量、機(jī)械原理及零件、模具材料及熱處理、模具制造工藝、塑件成型工藝及模具設(shè)計(jì)等方面必要的基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，分析和解決塑料模具設(shè)計(jì)問(wèn)題，進(jìn)一步鞏固加深和拓寬所學(xué)的知識(shí)。
（2）通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，逐步樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，基本掌握塑料模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
（3）通過(guò)計(jì)算、繪圖和運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)等有關(guān)設(shè)計(jì)資料，進(jìn)行塑料模具設(shè)計(jì)全面的基本技能訓(xùn)練，為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下一個(gè)良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。
1.1 概述
注射成型也稱(chēng)為注射或注塑，是熱塑性塑料的一種重要成型方法。到現(xiàn)在為止，有超過(guò)1/3的塑料原材料，是通過(guò)注射成型工業(yè)加工的，除氟塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以采用此成型方法。它的特點(diǎn)是生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率高的、易自動(dòng)化，因此廣泛應(yīng)用于塑料制品的生產(chǎn)?，F(xiàn)在塑料成型生產(chǎn)中，塑料制件的質(zhì)量與塑料成型模具、塑料成型設(shè)備和塑料成型工藝密切相關(guān)。在這三要素中，塑料成型模具的質(zhì)量最為關(guān)鍵，他的功能是雙重的：賦予塑料熔體以期望的形狀、性能、質(zhì)量；冷卻并推出成型的塑件。模具是決定最終產(chǎn)品的性能、規(guī)格、形狀以及尺寸精度的載體，塑料成型模具是使塑料成型生產(chǎn)過(guò)程順利進(jìn)行、保證塑料成型質(zhì)量不可缺少的工藝裝備，是體現(xiàn)塑料成型設(shè)備高效率、高性能和合理先進(jìn)塑料成型工藝的具體實(shí)施者，也是新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的決定環(huán)節(jié)。由此可見(jiàn)，周而復(fù)始地獲得符合技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求及質(zhì)量穩(wěn)定的塑料制件，塑料成型模具的優(yōu)劣是關(guān)鍵，它最能反映出整個(gè)塑料成型生產(chǎn)過(guò)程的技術(shù)含量以及經(jīng)濟(jì)效益。因此，注射成型的模具設(shè)計(jì)制造成為當(dāng)今社會(huì)模具發(fā)展的熱點(diǎn),己發(fā)展成為熱塑性塑料最主要的成型加工方法。
1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
20世紀(jì)80年代開(kāi)始，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來(lái)，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門(mén)，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來(lái)，每年都以15％的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校也開(kāi)展了模具技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國(guó)成為世界超級(jí)制造大國(guó)的重要原因。今后，我國(guó)要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國(guó)，仍將依賴(lài)于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國(guó)。
中國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48"（約122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具，6.5KG大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車(chē)保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。
盡管我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿(mǎn)足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類(lèi)大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的距離。
（1）注重開(kāi)發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具（2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用（3）推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)（4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期。
1.3 國(guó)外研究現(xiàn)狀
在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，據(jù)1991年統(tǒng)計(jì)，日本生產(chǎn)塑料模和生產(chǎn)沖壓模的企業(yè)各占40；韓國(guó)模具專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)中，生產(chǎn)塑料模的占43.9，生產(chǎn)沖壓模的占44.8%;新加坡全國(guó)有460家模具企業(yè)，60%生產(chǎn)塑料模，35%生產(chǎn)沖模和夾具。
當(dāng)今世界注射模具的基本格局是以日、美及歐洲各工業(yè)化國(guó)家作為世界模具技術(shù)的領(lǐng)頭羊，占據(jù)了世界注射模具市場(chǎng)的半壁江山，他們擁有現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法和先進(jìn)的模具制造設(shè)備，特別是近幾年來(lái)這些國(guó)家把CAD/CAM/CAE系統(tǒng)作為模具工業(yè)發(fā)展的臂翼，其發(fā)展的趨勢(shì)如日中天 [6] 。在注塑模具設(shè)計(jì)工業(yè)中，國(guó)外先進(jìn)國(guó)家（日本、德國(guó)、美國(guó)等）從20世紀(jì)80年代中期已廣泛使用計(jì)算機(jī)對(duì)塑料模進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)（CAD），輔助制造（CAM），并對(duì)模具設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行定量計(jì)算機(jī)和數(shù)值分析（CAE），已由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)逐步過(guò)渡到計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，對(duì)模具澆注系統(tǒng)和型腔的熔料流動(dòng)行為以及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱量分布都采用了微機(jī)輔助設(shè)計(jì)[9]。
目前，塑料成型技術(shù)正朝向精密化、微型化和超大型化方向發(fā)展。精密注射成型可將成型制件的尺寸公差控制在10~1微米之內(nèi)，其制件主要用于電子、儀器儀表等工業(yè)。英、美、德等國(guó)及我國(guó)一些高等院校和科研院所開(kāi)發(fā)的模具軟件，具有新一代模具CAD/CAM軟件的智能化、集成化、模具可制造性評(píng)價(jià)等特點(diǎn)。新一代模具軟件應(yīng)建立在從模具設(shè)計(jì)實(shí)踐中歸納總結(jié)出的大量知識(shí)上。這些知識(shí)經(jīng)過(guò)了系統(tǒng)化和科學(xué)化的整理，以特定的形式存儲(chǔ)在工程知識(shí)庫(kù)中并能方便地被模具所調(diào)用。在智能化軟件的支持下，模具CAD不再是對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算方法的模仿，而是在先進(jìn)設(shè)計(jì)理論的指導(dǎo)下，充分運(yùn)用本領(lǐng)域?qū)＜业呢S富知識(shí)和成功經(jīng)驗(yàn)，其設(shè)計(jì)結(jié)果必然具有合理性和先進(jìn)性。
美國(guó)塑料(原料)的產(chǎn)量多年來(lái)一直雄居各國(guó)之首。早在80年代前期，美國(guó)塑料產(chǎn)量就已達(dá)2000萬(wàn)噸之多，1986年增至23l0萬(wàn)噸，占全球總產(chǎn)量8100噸的28.5％，此后美國(guó)塑料產(chǎn)量繼續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)之勢(shì)，1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和1998年分別增加到2710萬(wàn)噸、2810萬(wàn)噸、3010萬(wàn)噸、3410萬(wàn)噸、4000萬(wàn)噸和4360萬(wàn)噸，占世界總產(chǎn)量的比例從1996年起提高到30％以上。2001年美國(guó)塑料產(chǎn)量為4170萬(wàn)噸，其中以聚乙烯為最多，達(dá)1500多萬(wàn)噸。其次分別是氯乙烯650萬(wàn)噸、聚丙烯720萬(wàn)噸、聚苯乙烯對(duì)酞酸脂320萬(wàn)噸、聚苯乙烯280萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)塑料消費(fèi)量(產(chǎn)量+進(jìn)口量-出口量)，美國(guó)也是全球最多的[10-11]。
德國(guó)是世界最大的塑料(原料)生產(chǎn)國(guó)之一，上世紀(jì)90年代初的1991年、1992年和1993年，德國(guó)塑料產(chǎn)量都為990多萬(wàn)噸，1994年增達(dá)超過(guò)1000萬(wàn)噸的1110萬(wàn)噸．1998年達(dá)近1300萬(wàn)噸，1999年為近1400萬(wàn)噸，2000年增至1550萬(wàn)噸，超過(guò)日本為世界第2大塑料生產(chǎn)國(guó)，2001年上升為1580萬(wàn)噸，2002年已過(guò)1600萬(wàn)噸。德國(guó)2001年的國(guó)內(nèi)塑料消費(fèi)量為1280萬(wàn)噸，其中聚乙烯265萬(wàn)噸，聚丙烯155萬(wàn)噸，氯乙烯152萬(wàn)噸。德國(guó)人均塑料消費(fèi)量2001年為160公斤，在世界上僅少于比利時(shí)的172公斤，高于美國(guó)的155公斤，排在世界第2位。
日本在很長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)都是僅次于美國(guó)的世界第2大塑料生產(chǎn)國(guó)。一直到1997年，日本塑料產(chǎn)量曾經(jīng)連續(xù)多年增長(zhǎng)，年產(chǎn)量在70年代中期就已達(dá)500多萬(wàn)噸，1987年突破1000萬(wàn)噸，1991年達(dá)約1300萬(wàn)噸。 2001年和2002年日本塑料產(chǎn)量再度下降至1400萬(wàn)噸以下的1364萬(wàn)噸和1361萬(wàn)噸。2002年日本塑料(原料)產(chǎn)量減為1361萬(wàn)噸。而中國(guó)則增為1366萬(wàn)噸，日本又退居第4位[14-17]。塑料產(chǎn)量位居世界前10名的國(guó)家和地區(qū)還有法國(guó)660萬(wàn)噸、比利時(shí)600萬(wàn)噸、中國(guó)臺(tái)灣598萬(wàn)噸、加拿大432萬(wàn)噸和意大利385萬(wàn)噸(均為2001年產(chǎn)量)。
模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。
模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國(guó)政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。
模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車(chē)，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60％~90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。
模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場(chǎng)的需求上，僅以汽車(chē)，摩托車(chē)行業(yè)的模具市場(chǎng)為例。汽車(chē)，摩托車(chē)行業(yè)是模具最大的市場(chǎng)，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，這一市場(chǎng)占整個(gè)模具市場(chǎng)一半左右。汽車(chē)工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車(chē)工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)和重型汽車(chē)，汽車(chē)模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車(chē)工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車(chē)基本車(chē)型不斷增加，2005年將達(dá)到170種。一個(gè)型號(hào)的汽車(chē)所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元。為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，汽車(chē)將不斷換型，汽車(chē)換型時(shí)約有80％的模具需要更換。中國(guó)摩托車(chē)產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)摩托車(chē)共有14種排量80多個(gè)車(chē)型，1000多個(gè)型號(hào)。單輛摩托車(chē)約有零件2000種，共計(jì)5000多個(gè)，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個(gè)型號(hào)的摩托車(chē)生產(chǎn)需1000副模具，總價(jià)值為1000多萬(wàn)元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場(chǎng)。
目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，模具的主要出口國(guó)是美國(guó)，日本，法國(guó)，瑞士等國(guó)家。中國(guó)模具出口數(shù)量極少，但中國(guó)模具鉗工技術(shù)水平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。
美國(guó)塑料(原料)的產(chǎn)量多年來(lái)一直雄居各國(guó)之首。早在80年代前期，美國(guó)塑料產(chǎn)量就已達(dá)2000萬(wàn)噸之多，1986年增至23l0萬(wàn)噸，占全球總產(chǎn)量8100噸的28.5％，此后美國(guó)塑料產(chǎn)量繼續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)之勢(shì)，1988年、1990年、1992年、1994年、1996年和1998年分別增加到2710萬(wàn)噸、2810萬(wàn)噸、3010萬(wàn)噸、3410萬(wàn)噸、4000萬(wàn)噸和4360萬(wàn)噸，占世界總產(chǎn)量的比例從1996年起提高到30％以上。2001年美國(guó)塑料產(chǎn)量為4170萬(wàn)噸，其中以聚乙烯為最多，達(dá)1500多萬(wàn)噸。其次分別是氯乙烯650萬(wàn)噸、聚丙烯720萬(wàn)噸、聚苯乙烯對(duì)酞酸脂320萬(wàn)噸、聚苯乙烯280萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)塑料消費(fèi)量(產(chǎn)量+進(jìn)口量一出口量)，美國(guó)也是全球最多的。美國(guó)的全部塑料消費(fèi)量2001年為4280萬(wàn)噸。美國(guó)人均塑料消費(fèi)量也是很高的，2000年為159公斤，2001年略減為155公斤 ，居全球第3位。美國(guó)現(xiàn)有各種大小塑料企事業(yè)單位1萬(wàn)多家，其中職工人數(shù)少于50人的占總數(shù)的53％，50~l00人的占21％，100~500人的占23％，超過(guò)500人的占近4％，職工總數(shù)近90萬(wàn)人。在美國(guó)塑料制品加工業(yè)的就職人數(shù)達(dá)110萬(wàn)，2001年的出貨金額為2150億美元，人均出貨金額為195美元。
本設(shè)計(jì)為一空調(diào)遙控器上殼。如圖：
對(duì)產(chǎn)品的要求有：
1、塑件不允許有變形、裂紋；
2、脫模斜度30/~1。；
3、未注圓角為R2~R3；
4、塑件材料為ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料），生產(chǎn)批量為大批量。
5、未注尺寸公差按所用塑料的高精度級(jí)差取。
第二章、塑件的工藝性分析
2.1.塑件的分析
（1） 外形尺寸 該塑件壁厚為1.5-3mm不等，平均壁厚在2-2.5mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔體流程不太長(zhǎng)，適合于注射成型。
（2） 精度等級(jí) 每個(gè)尺寸的公差大致一樣，除了小孔之間的距離。按實(shí)際自由公差進(jìn)行計(jì)算。
（3） 脫模斜度 塑件精度不是很高且為小塑件，又ABS成型收縮率小，參考教科書(shū)選擇該塑件上型芯和型腔的統(tǒng)一脫模斜度為0.5度。
2.2.ABS的性能分析
化學(xué)名稱(chēng) 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料
英文名稱(chēng) Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic
英文名稱(chēng) Alkyl Benzo sulfonate
性能檢測(cè)
塑料性能檢測(cè)技術(shù)服務(wù)遍布化工行業(yè)，從原材料鑒定、化工產(chǎn)品配方分析，到產(chǎn)品生產(chǎn)中的工業(yè)問(wèn)題診斷、產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)節(jié)的失效分析、產(chǎn)品可靠性測(cè)試，都可以提供最專(zhuān)業(yè)的分析技術(shù)服務(wù)。ABS樹(shù)脂集合了三者單體的優(yōu)良性質(zhì)，即：苯乙烯的光澤、電性能、成型性；丙烯腈的耐熱性、剛性、耐油性；丁二烯的耐沖擊性。
塑料ABS的性能檢測(cè)因注意：
1.一般性能 ：
ABS的外觀(guān)為不透明呈象牙色的粒料，無(wú)毒、無(wú)味、吸水率低其制品可著成各種顏色，并具有90%的高光澤度。ABS同其它材料的結(jié)合性好，易于表面印刷、涂層和鍍層處理。ABS的氧指數(shù)為18.2，屬易燃聚合物，火焰呈黃色，有黑煙，燒焦但不滴落，并發(fā)出特殊的肉桂味。
ABS是一種綜合性能十分良好的樹(shù)脂，在比較寬廣的溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強(qiáng)度和表面硬度，熱變形溫度比PA、PVC高，尺寸穩(wěn)定性好。
ABS熔體的流動(dòng)性比PVC和PC好，但比PE、PA及PS差，與POM和HIPS類(lèi)似。ABS的流動(dòng)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(duì)剪切速率更為敏感。
2.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。即使ABS制品被破壞，也只能是拉伸破壞而不會(huì)是沖擊破壞。ABS的耐磨性能優(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的蠕變性比PSF及PC大，但比PA和POM小。ABS的彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度屬塑料中較差的。ABS的力學(xué)性能受溫度的影響較大。
3.熱學(xué)性能
ABS屬于無(wú)定形聚合物，無(wú)明顯熔點(diǎn)；熔體粘度較高，流動(dòng)性差，耐候性較差，紫外線(xiàn)可使變色；熱變形溫度為70—107℃（85左右），制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。對(duì)溫度，剪切速率都比較敏感；ABS在－40℃時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在 -40℃到85℃的溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用。
4.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。
5.環(huán)境性能
ABS不受水、無(wú)機(jī)鹽、堿醇類(lèi)和烴類(lèi)溶劑及多種酸的影響，但可溶于酮類(lèi)、醛類(lèi)及氯代烴，受冰乙酸、植物油等侵蝕會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂。
性能測(cè)試是通過(guò)自動(dòng)化的測(cè)試工具模擬多種正常、峰值以及異常負(fù)載條件來(lái)對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試
ABS樹(shù)脂是五大合成樹(shù)脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點(diǎn)，容易涂裝、著色，還可以進(jìn)行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車(chē)、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。
ABS樹(shù)脂廣泛應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)，電器儀表工業(yè)和機(jī)械工業(yè)中，常作齒輪,汽車(chē)配件，擋泥板，扶手，冰箱內(nèi)襯，葉片，軸承，把手，管道，接頭，儀表殼，儀表板，盆安全帽，等；在家用電器和家用電子設(shè)備的應(yīng)用前景更廣闊，如電視機(jī)，收錄機(jī)，冰箱，冷柜，洗衣機(jī)，空調(diào)機(jī)，吸塵器和各種小家點(diǎn)器材：日用品有鞋，包，各種旅游箱，辦公設(shè)備，玩具及各種容器等，低發(fā)泡的ABS能代替木材，適合作建材，家具和家庭用品。
ABS的主要性能指標(biāo)：
收縮率：0.3~0.8 密度： 1.03-1.07g/cm3
吸水率：0.10% 拉伸強(qiáng)度：45~58MPa
比體積：0.93v/dm3kg 抗彎強(qiáng)度：87MPa
2.3.ABS的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù)
（1）、注射成型過(guò)程
1）、成型前的準(zhǔn)備。對(duì)ABS的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢驗(yàn)，微量水份在高溫下加工會(huì)使制品產(chǎn)生白濁色澤，銀絲和氣泡，成型之前必須預(yù)干燥，水分含量應(yīng)低于0.02%。
2）、注射過(guò)程。塑件在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過(guò)程可分為沖模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。
3）、塑件的后處理。對(duì)塑件進(jìn)行烘箱處理，處理?xiàng)l件為110℃~120℃。處理時(shí)間在八小時(shí)以下，隨空氣逐漸冷卻。
（2）、注射工藝參數(shù)
注射時(shí)間：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為20~40r/min，取30r/min。
料筒溫度（℃）：后段150~170；中段165~180；前段180~220。
噴嘴溫度（℃）：170~180。
模具溫度（℃）：50~80。
注射壓力（MPa）：600~1000。
成型時(shí)間（S）：50-220
(注射時(shí)間取20-90，高壓時(shí)間0-5，冷卻時(shí)間20-120)。
第三章、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式
3.1.分型面位置的確定
通過(guò)對(duì)塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，分型面應(yīng)該選在鏡頭蓋截面積最大且利于開(kāi)模取出塑件的底平面上，其位置如下圖：
3.2.確定型腔數(shù)
該塑件雖然為大批量生產(chǎn)，但精度要求，產(chǎn)品兩側(cè)面有長(zhǎng)腰孔，所以需要兩邊抽芯分型，才能實(shí)現(xiàn)順利脫模，又考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的大小關(guān)系，以及制造費(fèi)用和各種成本費(fèi)用等因素，初選為一模2腔結(jié)構(gòu)形式。
3.3.排列方式
多型腔模具盡可能采用平衡式排列布置，且要力求緊湊，并與交口開(kāi)設(shè)的部位對(duì)稱(chēng)。由于該設(shè)計(jì)選擇的是一模2腔，故采用對(duì)稱(chēng)排列，如下圖所示：
3.4.模具結(jié)構(gòu)形式的確定
從上面的分析可知，本模具設(shè)計(jì)為一模2腔，對(duì)稱(chēng)排列，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)擬采用頂桿推出的推出形式。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，流道采用對(duì)稱(chēng)平衡式，澆口采用側(cè)交口，且開(kāi)設(shè)在分型面上。因此，定模部分不需要單獨(dú)開(kāi)設(shè)分型面取出凝料，動(dòng)模部分需要添加型芯固定板、支撐板。由上綜合分析可確定選用帶頂桿頂出機(jī)構(gòu)的單分型面注射模。
3.5.注射機(jī)型號(hào)的確定
（1）注射量的計(jì)算 通過(guò)面積×高=體積的計(jì)算方法
粗略計(jì)算得
塑件體積： V塑=3.14×282×8.5-3.14×252×6=9149.96mm3=17.21cm3
塑件質(zhì)量： m塑=ρV塑=17.21×1.05g=18.09g
式中，ρ取1.05g/cm3。
（2）澆注系統(tǒng)凝料體積的估算 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式按照塑件體積的0.2~1倍來(lái)估算。則，選取0.1倍。故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為：
V總= 2V塑+ 0.2V塑=17.21×2+0.2×17.21≈42cm3
（4） 選擇注射機(jī) 根據(jù)計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量V總=42cm3，并結(jié)合：V公=V總/0.8，則有V公≈25.16cm3。根據(jù)以上的計(jì)算，初步選定公稱(chēng)注射量為60cm3，注射機(jī)型號(hào)為HTF120X螺桿式注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：
（4）注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)校核
注射壓力校核。ABS的注射壓力為80~150MPa，這里取P0 =90 MPa，該注射機(jī)的公稱(chēng)注射壓力P公=122MPa，注射壓力安全系數(shù)K1=1.25~1.4，這里取1.25，則：P0 K1=90×1.25=112.5
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