機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-塑料三通注射模具設(shè)計(jì)【全套圖紙】

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1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘要 本文討論了塑料三通注塑模設(shè)計(jì)過(guò)程。介紹了注塑模成型工藝 和注塑模具的結(jié)構(gòu)及工作原理。塑料三通采用的是塑料 -ABS，熱 塑性塑料的主要成型工藝是注射成型，因此，塑料三通成型方法采 用注塑成型。 本設(shè)計(jì)對(duì)塑料三通進(jìn)行了工藝分析，確定了分型面、澆注系統(tǒng) 等，選擇了注塑機(jī) ,計(jì)算了成型零部件的尺寸。確定了模具澆口、 限位裝置、頂出機(jī)構(gòu)、導(dǎo)柱和導(dǎo)套，這樣設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具 工作可靠和靈活。最后對(duì)注射機(jī)進(jìn)行選擇和校核。 本論文基于 Pro/E、CAD 系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)，用戶可以在可視 化平臺(tái)上交互式的設(shè)計(jì)注塑模具各個(gè)部件，不僅可以避免相似零件

2、 設(shè)計(jì)的重復(fù)性，大大提高其設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā) 周期，而且方便了產(chǎn)品后續(xù)的有限元分析，同時(shí)也符合了現(xiàn)代設(shè)計(jì) 思想的發(fā)展要求。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：成型 斜導(dǎo)柱 抽芯機(jī)構(gòu) 鎖緊機(jī)構(gòu) Pro/E CAD ABS 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract This article discusses the process of plastic injection mold design links. Describes the injection molding process and injection mol

3、d structure and working principle. Three plastic used in plastic-ABS, the main molding thermoplastic injection molding process is, therefore, the plastic molding method using cast molding tee. The design of the plastic tee conducted a process analysis to determine the sub-surface, casting systems, c

4、hoose the injection molding machine, forming parts of the calculated size. Determine the mold gate, limiter, top of the organization, guide pillars and sets, so the structure can be designed to ensure reliable and flexible molds. Finally, select the injection machine and check. This paper based on P

5、ro / E, CAD system, through the system, users can visualize the interactive platform in all parts injection mold design, part design is similar to not only avoid repetitive, greatly improve their design efficiency and design quality, shorten product development cycles, and facilitate follow-up of th

6、e finite element analysis of the product, but also in line with the development of modern design requirements. Key words: Molding The slanted guide pillar Core pulling mechanism The locking mechanism Pro/E CAD ABS 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目錄 摘要 .I Abstract .II 第 1 章 緒論 .1 1.1 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 1 1.2

7、各種模具的分類和占有量 2 1.3 我國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀 2 1.4 世界五大塑料生產(chǎn)國(guó)的產(chǎn)能狀況 4 1.5 我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 7 1.6 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要研究目標(biāo)及內(nèi)容 8 1.6.1 設(shè)計(jì)目標(biāo) 8 1.6.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 8 1.7 本章小結(jié) 9 第 2 章 注塑件的工藝性 .10 2.1 塑件材料工藝性分析 .10 2.1.1 材料基本特征 .11 2.1.2 材料主要用途 .13 2.1.3 材料成型特點(diǎn) .16 2.2 塑料制品的工藝性分析 17 2.2.1 收縮性 .17 2.2.1.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)塑件收縮的影響 .17 2.2.1.2 塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)塑件收縮的影響 .

8、18 2.2.2 脫模斜度 .19 2.2.3 壁厚 .19 2.2.4 側(cè)孔 .20 2.2.5 圓角 .20 2.2.6 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 .20 2.2.6.1 尺寸精度 .20 2.2.6.2 塑件的表面質(zhì)量 .21 2.3 成型周期 21 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 2.4 本章小結(jié) 22 第 3 章 注塑成型的準(zhǔn)備 .23 3.1 注塑成型工藝簡(jiǎn)介 .23 3.2 注塑成型工藝條件 .23 3.3 注塑機(jī)的選擇 .25 3.3.1 注塑機(jī)簡(jiǎn)介 .25 3.3.2 注射機(jī)基本參數(shù) .27 3.3.3 選擇注塑機(jī) .28 3.4 注射機(jī)的校核 .28

9、3.4.1 最大注射量的校核 .28 3.4.2 鎖模力的校核 .29 3.4.3 塑化能力的校核 .29 3.5 安裝部分的尺寸校核 .29 3.5.1 模具安裝尺寸校核 .29 3.5.1.1 定位圈尺寸校核 .30 3.5.1.2 模具的長(zhǎng)度與寬度校核 .30 3.5.1.3 模具厚度校核 .30 3.5.1.4 噴嘴尺寸校核 .30 3.6 開(kāi)模行程校核 .31 3.7 本章小結(jié) .31 第 4 章 模具設(shè)計(jì) .32 4.1 分型面的確定 .32 4.2 型腔數(shù)目的確定 .33 4.3 澆口確定 .33 4.4 模具材料的選擇 .34 4.4.1 模具滿足工作條件要求 .34 4.4.

10、2 模具滿足工藝性能要求 .35 4.4.3 模具滿足經(jīng)濟(jì)性要求 .36 4.5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 36 4.5.1 主流道 .36 4.5.2 分流道 .37 4.5.3 冷料穴 .38 4.5.4 澆口 .38 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V 4.6 模架的確定 40 4.6.1 模架的選用 .40 4.7 導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu) 42 4.7.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .42 4.8 頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì) 43 4.8.1 脫模力的計(jì)算 .44 4.8.2 推桿脫模機(jī)構(gòu) .45 4.8.3 推板厚度的確定 .47 4.9 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu) 47 4.9.1 抽芯距的計(jì)算 .48 4.9.2 斜導(dǎo)柱所

11、受彎曲力的計(jì)算 .48 4.9.3 斜導(dǎo)柱長(zhǎng)度的計(jì)算 .49 4.10 鎖緊機(jī)構(gòu) .50 4.10.1 鎖緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 50 4.10.2 鎖緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式 51 4.11 排氣設(shè)計(jì) .51 4.11.1 排氣部位的選擇 51 4.11.2 排氣的方式 51 4.11.3 排氣槽設(shè)計(jì)要點(diǎn) 52 4.12 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) .52 4.12.1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 52 4.12.2 溫度調(diào)節(jié)與生產(chǎn)效率的關(guān)系 52 4.12.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 53 4.13 本章小結(jié) .54 第 5 章 模具主要零件的計(jì)算 55 5.1 型腔和型芯的成型尺寸計(jì)算 55 5.1.1 型腔的徑向尺寸計(jì)算 .5

12、5 5.1.2 型腔深度尺寸計(jì)算 .56 5.1.3 型腔橫向尺寸計(jì)算 .56 5.1.4 型芯橫向尺寸計(jì)算 .56 5.1.5 型芯徑向尺寸計(jì)算 .56 5.1.6 型芯高度尺寸計(jì)算 .57 5.2 型腔壁厚計(jì)算 .57 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） VI 5.3 彈簧的選用 .58 5.4 本章小結(jié) .58 結(jié)論 59 致謝 60 參考文獻(xiàn) 61 附錄 1 62 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒論 1.1 模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，模具的地位及其重要性日益為人們所 認(rèn)識(shí)。據(jù)有關(guān)專家統(tǒng)計(jì)，在全世界所有的制品中約有

13、75%以上是用模 具來(lái)成型的（包款金屬、陶瓷、和玻璃等材料的制品） 。因此，從這 一意義上來(lái)說(shuō)， “模具是產(chǎn)品之母”是不爭(zhēng)的事實(shí)。也可以說(shuō)，沒(méi)有 模具就沒(méi)有產(chǎn)品。模具工業(yè)作為進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力之一，正推動(dòng) 著整個(gè)工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步。模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位和作用表 現(xiàn)在以下幾點(diǎn)： 第一，模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分。例如，屬于高 新技術(shù)領(lǐng)域的集成電路的設(shè)計(jì)與制造，不能沒(méi)有做引線框架的精密級(jí) 進(jìn)沖模和精密的集成電路塑封模；計(jì)算機(jī)的機(jī)殼、接插件和許多元器 件的制造，也必須有精密塑料模具和精密沖壓模具；數(shù)字化電子產(chǎn)品 (包括通訊產(chǎn)品)的發(fā)展，沒(méi)有精密模具也不行，因此可以說(shuō)，許多高 精度模

14、具本身就是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分。有些生產(chǎn)高精度模具的企 業(yè)，已經(jīng)被命名為高新技術(shù)企業(yè)。 第二，模具工業(yè)又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域，用信息技術(shù)帶 動(dòng)和提升模具工業(yè)的制造技術(shù)水平，是推動(dòng)模具工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵 環(huán)節(jié)。CAD/CAE/CAM 技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，快速原型制造技術(shù)的 應(yīng)用，使模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)生了重大變革。 第三，模具工業(yè)是裝備工業(yè)的一個(gè)組成部分。1998 年 11 月召開(kāi) 的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議，首次明確提出了加大裝備工業(yè)的開(kāi)發(fā)力度，推 進(jìn)關(guān)鍵設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化。 將機(jī)械工業(yè)作為裝備工業(yè)，把它同一般的加工工業(yè)區(qū)別開(kāi)來(lái)，是 對(duì)機(jī)械工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用的重新定位。 第四，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的

15、五大支柱產(chǎn)業(yè)-機(jī)械、電子、汽車、石化、建 筑，都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)。機(jī)械、電子、汽車工業(yè)需要 大量的模具，特別是轎車大型覆蓋件模具、電子產(chǎn)品的精密塑料模具 和沖壓模具，目前在質(zhì)與量上都遠(yuǎn)不能滿足這些支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 我國(guó)石化工業(yè)一年生產(chǎn) 500 多萬(wàn)噸聚乙烯、聚丙烯和其他合成樹(shù) 脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生產(chǎn)和生活 的消費(fèi)。 生產(chǎn)建筑業(yè)用的地磚、墻磚和衛(wèi)生潔具，需要大量的陶瓷模具； 生產(chǎn)塑料管件和塑鋼門窗，也需要大量的塑料模具成形。 1.2 各種模具的分類和占有量 塑料模具產(chǎn)業(yè)近年來(lái)在我國(guó)發(fā)展很快，隨之而

16、來(lái)的是日益激烈的 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力?，F(xiàn)代產(chǎn)品生產(chǎn)中，模具由于其加工效率高，互換性好， 節(jié)約原材料，所以得到廣泛應(yīng)用。模具的用途廣泛，種類繁多，塑料 模是塑料成型的工藝裝備，塑料模約占模具總數(shù)的 35%，而且有繼續(xù) 上升的趨勢(shì)。 注射模是安裝在注射機(jī)上，完成注射成形工藝所使用的模具。注 射模的分類方法有很多，按所使用注射機(jī)的形式分為立式注射模、臥 式注射模和角式注射模；按成形材料分為熱塑性塑料注射模和熱固性 塑料注射模；按模具的型腔數(shù)目分為單型腔和多型腔注射模；按注射 模的總體結(jié)構(gòu)特征可將注射模具分為單分型面注射模、雙分型面注射 模、斜導(dǎo)柱(彎銷、斜導(dǎo)槽、斜滑塊)側(cè)向分型與抽芯注射模、帶有活 動(dòng)鑲件的

17、注射模具、定模帶有推出裝置的注射模具和自動(dòng)卸螺紋注射 模具等。 1.3 我國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀 耐磨及相對(duì)密度小等獨(dú)特的優(yōu)異性能，成為工業(yè)部分必不可少的 新型材料。塑料工業(yè)是世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)之一。隨著科技日新月 異的發(fā)展，塑料工業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，從而使塑料的數(shù)量也不 斷上漲。當(dāng)然塑料工業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)塑料模具設(shè)計(jì)，模具工業(yè)被譽(yù)為 “工業(yè)之母” 。隨著模具技術(shù)的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具 已成為各種工業(yè)產(chǎn)品不可或缺的重要工藝設(shè)備。模具成型具有優(yōu)質(zhì)、 高產(chǎn)、低消耗、低成本的特點(diǎn)。因而，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門得到了極 其廣泛的應(yīng)用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具 有化學(xué)穩(wěn)定性好

18、，電絕緣性強(qiáng)，力學(xué)性能高，自潤(rùn)滑， 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 但隨著科技的不斷發(fā)展，各種性能的塑料產(chǎn)品的不斷開(kāi)發(fā)，注塑 工藝越來(lái)越多地被各個(gè)制造領(lǐng)域用以成型各種性能要求的產(chǎn)品。近年， 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、 復(fù)雜、長(zhǎng)壽命、中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品； 塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加；“三 資”及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來(lái)看， 以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地 區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份 是廣東和浙江，

19、江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。 以上所體現(xiàn)的各個(gè)方面，都與模具設(shè)計(jì)有著非常密切的關(guān)系。一 副設(shè)計(jì)合理的模具，就有 85成功的希望，其余就要靠設(shè)備和模具 制造工人的熟練程度來(lái)達(dá)到，所以，提高塑料注射模具的設(shè)計(jì)水平尤 為重要。本套模具在設(shè)計(jì)的中，結(jié)合前人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和這幾年模具發(fā) 展的新成果，采用了很多更合理的模具結(jié)構(gòu)。如今，我國(guó)模具成型工 業(yè)已形成了相當(dāng)規(guī)模的完整體系，越來(lái)越多的新技術(shù)，新工藝，新材 料誕生，并將應(yīng)用在模具產(chǎn)業(yè)中，這將促使我國(guó)模具工業(yè)的飛躍發(fā)展。 同時(shí)，我國(guó)模具工業(yè)的總體水平與世界先進(jìn)國(guó)家相比還有一定差距， 還要大力推進(jìn)模具產(chǎn)業(yè)的科技進(jìn)步，開(kāi)展新技術(shù)，新材料研究開(kāi)發(fā)

20、， 并進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)模具工業(yè)專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)，使之可持續(xù)發(fā)展，為 我國(guó)模具成型加工技術(shù)超趕世界先進(jìn)水平作出貢獻(xiàn)。 雖然說(shuō)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需 要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模 具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快，國(guó)企 改革也在進(jìn)行之中，但總體來(lái)看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，行 業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開(kāi)發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比 例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。 我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1

21、萬(wàn)美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá) 國(guó)家大多是 1520 萬(wàn)美元，有的高達(dá) 2530 萬(wàn)美元，與之相對(duì)的是 我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企 業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低雖然國(guó)內(nèi)許 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落 后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和 CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低 得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配 套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水 平低，帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。 第四，專業(yè)

22、化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差 由于長(zhǎng)期以 來(lái)受“大而全” 、 “小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè) 專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每 年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè) 之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國(guó)際水平相比 要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、 成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后模具材料性能、質(zhì)量和品 種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比， 無(wú)論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能 差，也

23、直接影響模具水平的提高。 1.4 世界五大塑料生產(chǎn)國(guó)的產(chǎn)能狀況 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

24、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 53，50l00 人的占 21，100500 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)

25、 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 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。 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。2001 年德國(guó)生產(chǎn)的種種塑料原料中，聚乙烯為

26、 285 萬(wàn)噸(低密度聚乙烯 160 萬(wàn)噸，高密度聚乙烯 125 萬(wàn)噸)，氯乙烯 175 萬(wàn)噸，聚丙烯 160 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。德國(guó)塑料制品加工業(yè)的職工總計(jì)有近 30 萬(wàn)人，2001 年的出貨金額為 360 億美元，人均 126 美元。德國(guó)塑 料制品加工企業(yè)中職工少于 50 人的占 44，50100 人的占 28，100500 人的占 25，500

27、人以上的占 4。 中國(guó)塑料工業(yè)多年持續(xù)高速增長(zhǎng)，1991 年產(chǎn)量?jī)H為 250 萬(wàn)噸， 1995 年增為 350 萬(wàn)噸，1998 年超過(guò) 700 萬(wàn)噸，到 2002 年已增達(dá)約 1400 萬(wàn)噸，超過(guò)日本而成為世界第 3 大塑料原料生產(chǎn)國(guó)。中國(guó)今年 塑料制品市場(chǎng)將持續(xù)走強(qiáng)，在包裝、工程、建材、農(nóng)用和日用塑料制 品等各個(gè)領(lǐng)域都將有較大幅度的增長(zhǎng)，需求量將超過(guò) 2500 萬(wàn)噸。其 中包裝塑料制品今年需求量將超過(guò) 850 萬(wàn)噸，工程塑料制品需求量將 達(dá) 400 萬(wàn)噸左右，建材塑料制品需求量將達(dá) 300 萬(wàn)噸以上，農(nóng)用塑料 制品需求量將在 500 萬(wàn)噸左右，日用塑料制品需求量約為 80 萬(wàn)噸左 右。 日本

28、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，1992 年和 1993 年因受日本經(jīng)濟(jì)下滑的影響，產(chǎn)量略有減少， 分別降至 1258 和 1225 萬(wàn)噸。 從 1994 年起產(chǎn)量再度增長(zhǎng)，1994 年、1995 年和 1996 年分別回 升到 1300 萬(wàn)噸、1400 萬(wàn)噸和 1470 萬(wàn)噸，1997 年的產(chǎn)量又比上年增 長(zhǎng) 3.7，達(dá)到 1521 萬(wàn)噸，首次超過(guò) 1500 萬(wàn)噸。但這種增勢(shì)在 1998 哈爾濱工業(yè)

29、大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 年受到遏制，產(chǎn)量大幅度減少。1998 年，日本塑料產(chǎn)量為 1390 萬(wàn)噸， 比上年減少了 8.7。1999 年和 2000 年日本塑料產(chǎn)量分別回升到 1432 萬(wàn)噸和 1445 萬(wàn)噸，但仍遠(yuǎn)未恢復(fù)到 1997 年的水平。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?？伤苄詷?shù)脂產(chǎn)量在日本塑料(原料) 總產(chǎn)量中占 9 成左右，2002 年日本生產(chǎn)了 1214 萬(wàn)噸熱可塑性樹(shù)脂， 占總產(chǎn)量的

30、89.2，熱硬化性樹(shù)脂產(chǎn)量為 127 萬(wàn)噸。僅占 9.3，聚 乙烯在日本生產(chǎn)的各種塑料中，數(shù)量最多，1997 年、1998 年、1999 年、2000 年和 2001 年分別為 337 萬(wàn)噸、314 萬(wàn)噸、337 萬(wàn)噸、334 萬(wàn) 噸和 329 萬(wàn)噸，2002 年減至 318 萬(wàn)噸、比上年減少 3.6，其中低密 度聚乙烯 179 萬(wàn)噸，高密度聚乙烯 118 萬(wàn)噸，其他(EVA)21 萬(wàn)噸；聚 丙烯 264 萬(wàn)噸，比上年減少 2(比歷史最高的 1997 年的 285 萬(wàn)噸減 少 7；氯乙烯 223 萬(wàn)噸，比上年增長(zhǎng) 1.4(比 1997 年的 262 萬(wàn)噸 減少 15)；聚苯乙烯 119 萬(wàn)噸，

31、比上年減少 2.5(比 1997 年的 152 萬(wàn)噸少 22)。日本國(guó)內(nèi)塑料消費(fèi)量 1997 年曾達(dá) 1230 萬(wàn)噸，是 迄今為止的最高紀(jì)錄，2002 年降到 1035 萬(wàn)噸，人均年消費(fèi)量同樣也 從 1997 年 97.2 公斤下降到 2002 年的 81.2 公斤。日本塑料制品加工 業(yè)有職工 45 萬(wàn)，2001 年出貨金額為 840 億美元，人均 186 美元。日 本塑料制品加工企業(yè)中職工人數(shù)不足 50 人的占 93.3(其中 9 人以 下的占 66)，50100 人的企業(yè)占 4.1，100500 人的占 2.5，500 人以上的只占 0.1。 韓國(guó)塑料產(chǎn)量增長(zhǎng)十分迅速，1986 年超過(guò) 2

32、00 萬(wàn)噸，1990 年增 達(dá) 300 萬(wàn)噸，1992 年突破 500 萬(wàn)噸，1994 年、1996 年和 1997 年分 別上升到 600 多萬(wàn)噸、700 多萬(wàn)噸和 800 多萬(wàn)噸，1998 年產(chǎn)量增至 850 萬(wàn)噸，1999 年突破 900 萬(wàn)噸，2001 年達(dá) 1200 萬(wàn)噸，躋身于世界 5 大塑料生產(chǎn)國(guó)之列。韓國(guó)塑料原料產(chǎn)品中以聚乙烯居首，2001 年產(chǎn) 量為 340 萬(wàn)噸(低密度聚乙烯 160 萬(wàn)噸，高密度聚乙烯 180 萬(wàn)噸)，聚 丙烯以 238 萬(wàn)噸排在第 2 位，其次分別是聚酯 161 萬(wàn)噸、氯乙烯 124 萬(wàn)噸、ABSAS 樹(shù)脂 86 萬(wàn)噸、聚苯乙烯 77 萬(wàn)噸。韓國(guó)國(guó)內(nèi)塑料

33、消費(fèi) 量 2001 年 420 萬(wàn)噸，只相當(dāng)于產(chǎn)量的 1/3 略高。人均塑料消費(fèi)量 2001 年為 106 公斤，韓國(guó)塑料制品加工業(yè)的職工總數(shù) 2001 年為 3.1 萬(wàn)人，出貨金額為 85 億美元，人均 276 美元。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 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。 1.5 我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 近年來(lái)，中國(guó)塑料模具制造水平已有較大提高。國(guó)內(nèi)目前已能生 產(chǎn)單套重量達(dá) 60 噸的大型模具，精密塑料模具

34、的精度已達(dá)到 0.5m，多腔塑料模具已能生產(chǎn)一模 7800 腔的塑封模，高速模具方 面已能生產(chǎn)擠出速度達(dá) 4m/min 以上的高速塑料模具。在生產(chǎn)手段上， 模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM 技術(shù)的應(yīng)用面已 大為擴(kuò)展，高速加工及 RP/RT 等先進(jìn)技術(shù)的采用已越來(lái)越多，模具標(biāo) 準(zhǔn)件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高，熱流道模具的 比例也有較大提高。另外，三資企業(yè)的蓬勃發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了塑料模 具設(shè)計(jì)制造水平及企業(yè)管理水平的提高，有些企業(yè)已實(shí)現(xiàn)信息化管理 和全數(shù)字化無(wú)圖制造。大型化、高精密度、多功能復(fù)合型將是未來(lái)模 具的發(fā)展方向，熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高

35、，并且隨 著塑料成型工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等 工藝的模具也將隨之發(fā)展。其中精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具等高 檔塑料模具應(yīng)加大研制與開(kāi)發(fā)。 在信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績(jī)，又要重視 落后，要抓住機(jī)遇，采取措施，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下， 盡快提高塑料模具的水平，融入到國(guó)際市場(chǎng)中去，以促進(jìn)中國(guó)模具行 業(yè)的快速發(fā)展，有兩方面應(yīng)予以重視： 一是政府相關(guān)政策對(duì)促進(jìn)模具工業(yè)的發(fā)展起著非常重要的作用。 從國(guó)際上看，各國(guó)模具工業(yè)在發(fā)展初期都得到了政府的大力扶持。就 中國(guó)實(shí)際情況看，應(yīng)降低國(guó)內(nèi)不能生產(chǎn)的進(jìn)口精密模具生產(chǎn)設(shè)備的關(guān) 稅、執(zhí)行好國(guó)家對(duì)部分專業(yè)模具廠的優(yōu)

36、惠政策等，通過(guò)政策引導(dǎo)作用 可加快行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。 二是隨著市場(chǎng)的發(fā)展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會(huì) 不斷發(fā)展，因此對(duì)模具的要求也越來(lái)越高。為了滿足市場(chǎng)需要，未來(lái) 的塑料模具無(wú)論是品種、結(jié)構(gòu)、性能還是加工都必將有較快發(fā)展，而 且這種發(fā)展必須跟上時(shí)代步伐。展望未來(lái)，下列幾方面發(fā)展趨勢(shì)預(yù)計(jì) 會(huì)在行業(yè)中得到較快應(yīng)用和推廣。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 （1）超大型、超精密、長(zhǎng)壽命、高效模具將得到發(fā)展。 （2）多種材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的 模具將得到發(fā)展。 （3）為各種快速經(jīng)濟(jì)模具，特別是與快速成型技術(shù)相結(jié)合的 RP/RT 技術(shù)將得到快速發(fā)展。

37、（4）模具設(shè)計(jì)、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)、 網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 （5）更高速、更高精度、更加智慧化的各種模具加工設(shè)備將進(jìn) 一步得到發(fā)展和推廣應(yīng)用。 （6）更高性能及滿足特殊用途的模具新材料將會(huì)不斷發(fā)展，隨 之將產(chǎn)生一些特殊的和更為先進(jìn)的加工方法。 （7）各種模具型腔表面處理技術(shù)，如涂覆、修補(bǔ)、研磨和拋光 等新工藝也會(huì)不斷得到發(fā)展。 （8）逆向工程、并行工程、復(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將進(jìn)一步得 到發(fā)展。 （9）熱流道技術(shù)將會(huì)迅速發(fā)展，氣輔和其它注射成型工藝及模 具也將會(huì)有所發(fā)展。 （10）模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。 （11）在可持續(xù)發(fā)展和綠色產(chǎn)品被日益重視的今天， “綠色模具” 的概念已

38、逐漸被提到議事日程上來(lái)。即，今后的模具，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 原材料選用、制造工藝及模具修復(fù)和報(bào)廢，以及模具的回收利用等方 面，都將越來(lái)越考慮其節(jié)約資源、重復(fù)使用、利于環(huán)保，以及可持續(xù) 發(fā)展這一趨向。 1.6 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要研究目標(biāo)及內(nèi)容 1.6.1 設(shè)計(jì)目標(biāo) 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，掌握塑料注射模的設(shè)計(jì)步驟，以及利用斜導(dǎo)柱抽 芯設(shè)計(jì)方法。了解和熟悉模具主要零件的加工制造工藝。 1.6.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 利用 Pro/E 設(shè)計(jì)軟件，完成該塑件的三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)，在查閱 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 相關(guān)設(shè)計(jì)資料和分析該塑件注射成型工藝性基礎(chǔ)上進(jìn)行模具的總體方 案設(shè)計(jì)及可行性分析。在完成模具參數(shù)

39、計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利 用三維設(shè)計(jì)軟件完成模具實(shí)體設(shè)計(jì)，最后完成工程圖紙（二維） 、軸 測(cè)圖（三維）繪制和設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)編寫(xiě)。 詳細(xì)內(nèi)容如下： 1.完成三通注射?？傃b圖（二維）設(shè)計(jì)，零號(hào)圖 1 張。 2. 完成三通注射模軸測(cè)圖（三維）設(shè)計(jì)，零號(hào)圖 1 張。 3 .滑塊、型腔、定模扳、滑塊鑲件 1、滑塊鑲件 2 零件圖設(shè)計(jì)， 2 或 3 號(hào)圖各 1 張。 4.編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份，約 10000 字。 1.7 本章小結(jié) 本章調(diào)查了模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和模具的加工制造技術(shù)及發(fā) 展情況，分析了塑料模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)和國(guó)外模具工業(yè)的發(fā)展情 況。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

40、 10 第 2 章 注塑件的工藝性 2.1 塑件材料工藝性分析 制品如圖 2-1，2-2 所示。 圖 2-1 零件二維圖 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 2-2 零件三維圖 制品的說(shuō)明： 1、制品為塑料三通，在設(shè)計(jì)模具澆口時(shí)可采用側(cè)澆口進(jìn)料，制 品由推板推桿聯(lián)合推出； 2、制品的材料為丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS） ，模具不 需要加熱； 3、生產(chǎn)數(shù)量：少量生產(chǎn)。 2.1.1 材料基本特征 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,英文名稱:Acrylonitrile Butadiene Styrene ABS 為丙烯腈 A、丁二烯 B 和苯乙烯 S 三種單體 共聚而成的聚

41、合物，簡(jiǎn)稱 ABS。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 ABS 樹(shù)脂是微黃色固體，有一定的韌性，密度約為 1.041.06 gcm3。它抗酸、堿、鹽的腐蝕能力比較強(qiáng)，也可在一定程度上耐受 有機(jī)溶劑溶解。ABS 樹(shù)脂可以在-2560的環(huán)境下表現(xiàn)正常，而且 有很好的成型性，加工出的產(chǎn)品表面光潔，易于染色和電鍍。ABS 的 外觀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、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 的相對(duì)密度為 1.05，ABS 同其它材料的結(jié)合性 好，易于表面印刷、涂層和鍍層處理易于表面印刷、易于表面印刷涂

42、 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。屬易燃聚合物，呈黃 色，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，其具有韌、剛、硬的優(yōu)點(diǎn)， 應(yīng)用范圍已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò) PS，成為一種獨(dú)立的塑料品種。ABS 既可用于 普通塑料又可用于工程塑料。ABS 樹(shù)脂是一種強(qiáng)度高、韌性好、易于 加工成型的熱塑型高分子材料。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 高，PVC 尺寸穩(wěn)定性好， 0.4%0.8%范圍內(nèi)范圍內(nèi)，收縮率在 0.4%0.8%范圍內(nèi)

43、若經(jīng)玻纖增 強(qiáng)后可以減少到 0.2%0.4%，而且絕少出現(xiàn)塑后收縮。其臨界表面 張力為 3438mN/cm。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。力學(xué)性能 ABS 有優(yōu)良的力學(xué)性 能，其沖擊強(qiáng)度極好優(yōu)良的力學(xué)性能，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，可耐磨性能優(yōu)良，耐磨性能優(yōu)良尺寸穩(wěn)定性好，又

44、具有耐 油性，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)用于中等載荷和轉(zhuǎn)速下的軸承度屬塑料 中較差的。ABS 的力學(xué)性能受溫度的影響較大。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 熔體粘度較高，熔體粘度較高流動(dòng)性差，耐候性較差，紫外線可使變 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 色； 70107 左右熱變形溫度為 70107（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 -

45、40到 85的溫度范圍 內(nèi)長(zhǎng)期使用熱分解溫度 270 的溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用。熱分解溫度 40到以上電學(xué)性能用。環(huán)境性能 ABS 不受水、無(wú)機(jī)鹽、堿醇類和烴 類溶劑及多種酸的影響，但可溶于酮類、醛類及氯的電絕緣性較好， 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)境下使代烴，受冰乙酸、植物油等侵蝕會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂。 ABS 的耐候性差，在紫外線的作用下易產(chǎn)生降解，置于戶外半年 后，沖擊強(qiáng)度下降一半。ABS 塑料的成型加工 ABS 同 PS 一樣是一種 加工性能優(yōu)良的熱塑性塑料，可用通用的加工方法加工。 ABS 具有 良好的成型加工性，制品表面光潔度高，且具有良好的涂裝

46、性和染色 性，可電鍍成多種色 澤。比熱容較低，在模具中凝固較快，模塑周 期短，制件尺寸穩(wěn)定，表面光澤。ABS 的熱穩(wěn)定性好，不易出現(xiàn)熱降 解現(xiàn)象。ABS 的吸水性較高，吸水率: ABS 的吸水性較高，吸水率: 70-80，10- 小時(shí)(水分控制在 0.2%以下) 70-80，10-18 小 時(shí)(水分控制在 0.2%以下)。 2.1.2 材料主要用途 每種單體都具有不同特性，從形態(tài)上看，ABS 是非結(jié)晶性材料。 這就決定了 ABS 材料的耐低溫性、抗沖擊性，外觀特性，低蠕變性， 優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性及易加工性等多種特性。且表面硬度高、耐化學(xué)性 好，同時(shí)通過(guò)改變上述三種組分的比例，可改變 ABS 的各

47、種性能， 故 ABS 工程塑料具有廣泛用途。合成的 ABS 有中沖擊型、高沖擊型、 超高沖擊型及耐熱型四類。BS 樹(shù)脂是丙烯腈 （Acrylonitrile） 1,3-丁二烯 、 （Butadiene）苯乙烯、 （Styrene）三種單體的接枝共 聚物。它的分子式可以寫(xiě)為（C8H8C4H6C3H3N）x，但實(shí)際上往往 是含丁二烯的接枝共聚物與丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物，其中， 丙烯腈占 15%35%，丁二烯占 5%30%，苯 乙烯占 40%60%，最 常見(jiàn)的比例是 A:B:S=20:30:50。ABS 塑料的成型溫度為 180-250， 但是最好不要超過(guò) 240，此時(shí)樹(shù)脂會(huì)有分解。隨著三種成

48、分比例的 調(diào)整，樹(shù)脂的物理性能會(huì)有一定的變化：1,31,3 - 丁二烯為 ABS 樹(shù) 脂提供低溫延展性和抗沖擊性，但是過(guò)多的丁二烯會(huì)降低樹(shù)脂的硬度、 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 光澤及流動(dòng)性；丙烯腈為 ABS 樹(shù)脂提供硬度、耐熱性、耐酸堿鹽等化 學(xué)腐蝕的性質(zhì)、苯乙烯為 ABS 樹(shù)脂提供硬度、加工的流動(dòng)性及產(chǎn)品表 面的光潔度。 材料展望 ABS 是本世紀(jì) 40 年代發(fā)展起來(lái)的通用熱塑性工程塑料， 是一個(gè)綜合力學(xué)性能十分優(yōu)秀的塑料品種，不僅具有良好的剛性、硬 度和加工流動(dòng)性，而且具有高韌性特點(diǎn)，可以注塑、擠出或熱成型。 大部分汽車部件都是用注塑成型方法加工的，ABS 樹(shù)脂

49、的優(yōu)點(diǎn)是抗沖 性、隔音性、耐劃痕性，耐熱性更好，比 PP 更美觀，特別在橫向抗 沖性和使用溫度較為嚴(yán)格的部件。ABS 樹(shù)脂是汽車中使用僅次于聚氨 脂和聚丙烯的第三大樹(shù)脂。ABS 樹(shù)脂可用于車內(nèi)和車外部外殼，方向 盤、導(dǎo)油管及把手和按鈕等小部件，車外部包括前散熱器護(hù)柵和燈罩 等。ABS 樹(shù)脂容易加工，加工尺寸穩(wěn)定性和表面光澤好，容易涂裝、 著色，還可以進(jìn)行噴涂金屬、電鍍、焊接和粘接等二次加工性能，可 廣泛應(yīng)用于電子電器領(lǐng)域，包括各種辦公和消費(fèi)性電子、電器，辦公 電器包括電子數(shù)據(jù)處理機(jī)、辦公室設(shè)備。近年來(lái)在電子電器市場(chǎng)， ABS 樹(shù)脂在要求阻燃和高耐熱的電子/電器市場(chǎng)中將保持其地位，阻 燃與耐高熱

50、的 ABS 樹(shù)脂在與 ABS/PC 等工程塑料合金的競(jìng)爭(zhēng)中具有明 顯的優(yōu)勢(shì)。 ABS 樹(shù)脂在日用消費(fèi)品領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，比如建材管材、板 材或片材，近年來(lái)被價(jià)格更為 低廉的 PVC 樹(shù)脂取代了一部分。ABS 樹(shù)脂用于與建筑有關(guān)的領(lǐng)域，其中擠出片材用于衛(wèi)生器具如澡盒、游 泳池襯里等，另外注塑成型的管材和管件，少量生產(chǎn)擠出成型的電話 電纜管線。AIE 亞太國(guó)際緊跟材料市場(chǎng)趨勢(shì)，致力于 ABS 材料的開(kāi) 發(fā)與推廣，推出一系列具有優(yōu)異綜合性 能及技術(shù)表現(xiàn)的 ABS 汽車材 料，開(kāi)發(fā)處諸多新型 ABS 復(fù)合材料，如高抗沖性、阻燃性、外觀、 著色等，為最終用戶的使用提供全程的支持和幫助并不斷提供新的解

51、決方案。 ABS 的應(yīng)用領(lǐng)域主要如下： 1、汽車工業(yè) 汽車工業(yè)中有眾多零件是用 ABS 或 ABS 合金制造 的，如上海的桑塔納轎車，每輛車用 ABS11kg,占汽車中所用塑 料位 列第三。在其它車輛中，ABS 的使用量也頗驚人。 2000 年我國(guó)就汽 車用 ABS 的量就達(dá)到 3.5 萬(wàn)噸，預(yù)測(cè)到 2010 年，此值將達(dá)到 6 萬(wàn) 噸，轎車中主要零部件使用 ABS 的就有儀表板用 PC/ABS 作骨架， 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 表面再?gòu)?fù)以 PVC/ABS 制成 的薄膜。此外，車內(nèi)裝飾件大量使用了 ABS，如手套箱、雜物箱總成是用耐熱 ABS 制成，門檻上下飾件、

52、水 箱面罩用 ABS 制成，尚有其它零件也是使用 ABS 制作。 2、辦公室機(jī)器。辦公室設(shè)備機(jī)器需要有漂亮的外觀，有良好的 手感，如電話機(jī)外殼、存儲(chǔ)器外殼以及計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)中都 大量使用了 ABS 制作的零件。 3、家用電器。由于 ABS 有高的光澤和易成型性，塑后低的收縮 率，所以在家電和小家電中更有著廣泛著的市場(chǎng)，如電視機(jī)，有些廠 家大屏幕電視機(jī)的前后殼體使用阻燃 ABS 制成，家用傳真機(jī)、音響、 VCD 中也大量使用，電風(fēng)扇、空調(diào)、冷氣機(jī)、吸塵器中也使用了很多 ABS 制作的零件，廚房用具也大量使用了 ABS 制作的零件。 4、玩具。許多漂亮的玩具、組合式的智力開(kāi)發(fā)玩具也可使用

53、ABS 來(lái)制作，此外通訊、廣播事業(yè)中也有 ABS 的市場(chǎng)。 下表 2-1 介紹了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的某些性能。 表 2-1 熱塑性材料的某些性能 材料名稱拉伸彈性量 /MPa 壓縮比成型收縮 率 % 與鋼的摩 擦因數(shù) 泊松 比 聚乙烯HDPE LDPE 8409501.731.9 1.81.3 1.53.0 1.53.6 0.11 0.23 0.38 聚丙烯PP GFR 110016001.921.961.03.0 0.40.8 0.140.340.32 有機(jī) 玻璃 PMMA 與苯乙烯共聚 3160 3500 0.50.70.35 聚氯 乙烯 硬 PVC 軟 PVC 24004200

54、2.3 2.3 0.20.4 1.53.0 聚苯 乙烯 GPC HIPS GFR（20% 30%） 28003500 14003100 32001.92.2 0.20.8 0.20.8 0.30.6 0.12 0.450.32 ABS 抗沖型 耐熱型 GFR（30%） 1900 1800 1800 1.82.0 0.50.7 0.40.5 0.10.14 0.21 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 聚甲醛POM F-4 填充 28001.82.02.03.5 2.02.5 0.10.2 2.1.3 材料成型特點(diǎn) 材料成型特點(diǎn)如下： 1、 塑料的處理，ABS 的吸水率大約為

55、0.2%-0.8%，對(duì)于一般級(jí) 別的 ABS，加工前用烘箱以 80-85烘 2-4 小時(shí)或用干燥料斗以 80烘 1-2 小時(shí)。對(duì)于含 PC 組份的耐熱級(jí) ABS，烘干溫度適當(dāng)調(diào) 高至 100，具體烘干時(shí)間可用對(duì)空擠出來(lái)確定。再生料的使用比例 不能超過(guò) 30%，電鍍級(jí) ABS 不能使用再生料。 2、 注塑機(jī)選用，可選用華美達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)（螺桿長(zhǎng)徑比 20：1，壓縮比大于 2，注射壓力大于 1500bar） 。如果采用色母?；?制品外觀要求料高，可選用小一級(jí)直徑的螺桿。鎖模力按照 4700- 6200t/m2 來(lái)確定，具體需根據(jù)塑料等級(jí)和制品要求而定。 3、 模具及澆口設(shè)計(jì)，模具溫度可設(shè)為 60-

56、65。流道直徑 6- 8mm。澆口寬約 3mm，厚度與制品一樣，澆口長(zhǎng)度要小于 1mm。排氣孔 寬 4-6mm，厚 0.025-0.05mm。 4、 熔膠溫度，可用對(duì)空注射法準(zhǔn)確判定。等級(jí)不同，熔膠溫度 亦不同，建議設(shè)定如下：抗沖級(jí)：220-260，以 250為佳，電 鍍級(jí)：250-275，以 270為佳，耐熱級(jí)：240-280，以 265-270為佳，阻燃級(jí)：200-240，以 220-230為佳，透 明級(jí)：230-260，以 245為佳，玻纖增強(qiáng)級(jí)：230-270 對(duì) 于表面要求高的制品，采用較高的熔膠溫度和模溫。 5、 注射速度，防火級(jí)要用慢速，耐熱級(jí)用快速。如制品表面要 求較高，則要用

57、高速及多級(jí)注塑的射速控制。 6、 背壓，一般情況下背壓越低越好，常用的背壓是 5bar，染 色料需用較高的背壓以使混色均勻。 7、 滯留時(shí)間，在 265的溫度下，ABS 在熔膠筒內(nèi)滯留時(shí)間最 多不能超過(guò) 5-6 分鐘。阻燃時(shí)間更短，如需停機(jī)，應(yīng)先把設(shè)定溫度 低至 100，再用通用級(jí) ABS 清理熔膠筒。清理后的混合料要放入冷 水中以防止進(jìn)一步分解。如需從其它塑料改打 ABS 料，則要先用 PS、PMMA 或 PE 清理熔膠筒。有些 ABS 制品在剛脫模時(shí)并無(wú)問(wèn)題，過(guò) 一段時(shí)間后才會(huì)有變色，這可能是過(guò)熱或塑料在熔膠筒停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 引起的。 8

58、、 制品的后處理，一般 ABS 制品不需后處理，只有電鍍級(jí)制 品需經(jīng)烘烤（70-80，2-4 h）以鈍化表面痕跡，并且需電鍍的制品 不能使用脫模劑，制品取出后要立即包裝。 9、 成型時(shí)要特別注意的事項(xiàng)有幾種等級(jí)的 ABS（特別是阻燃 級(jí)） ，在塑化后其熔體對(duì)螺桿表面的附著力很大，時(shí)間長(zhǎng)后會(huì)分解。 當(dāng) 出現(xiàn)上述情況時(shí)，需要把螺桿均化段和壓縮拉出擦試，并定期用 PS 等清理螺桿。 2.22.2 塑料制品的工藝性分析 2.2.1 收縮性 塑料通常是在一定的濕度下加壓成形的，當(dāng)冷卻到室混時(shí)其尺寸 變化主要遵照熱漲冷縮的原理進(jìn)行收縮，這種性能稱為塑料的收縮性。 根據(jù)選用的材料為 ABS，查相關(guān)資料可知，

59、ABS 的收縮率為 0.0040.007，由公式（2-1）求出 ABS 平均收縮率： (21) maxmin ()/2 cp SSS 式中 塑料的平均收縮率； cp S 塑料的最大收縮率； max S 塑件的最小收縮率。 min S 計(jì)算如下： maxmin ()/2 cp SSS (0.0070.004)/2 0.0055 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 2.2.1.1 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)塑件收縮的影響 塑料模具制造設(shè)計(jì)所選用的結(jié)構(gòu)及澆口的位置和大小均與模制壓 力有密切關(guān)系。對(duì)熱固性塑料的模塑成型來(lái)講，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理時(shí)， 可提高作用在物料上的壓力，增加流動(dòng)性，從而填充密實(shí)

60、，促使成型 后的產(chǎn)品收縮值小，如密閉式壓模模具能將承受到的壓力全部傳遞給 型腔中的物料而敞開(kāi)式壓模模具卻只能傳遞一部分壓力，而熱塑性塑 料的模塑成型時(shí)，注射模具澆口的位置和大小對(duì)塑件的收縮影響很大， 澆口過(guò)小則會(huì)過(guò)多地限制原料流動(dòng)，同時(shí)澆道的長(zhǎng)度、直徑和塑料進(jìn) 入模具流道的曲折點(diǎn)都會(huì)引起壓力的損失，相應(yīng)地減小有效壓力.， 以致影響塑料的壓縮程度。而澆口的位置又決定原料流動(dòng)的方向，從 而影響塑料的收縮。 對(duì)熱固性塑料鑄壓模具來(lái)講，其澆口位置和大小對(duì)塑件收縮亦有 同樣的影響。塑料的收縮值與塑料流動(dòng)方向亦有關(guān)，與塑料流動(dòng)方向 相平行的收縮大于與流動(dòng)方向相垂直的收縮，這一點(diǎn)，在設(shè)計(jì)模具時(shí) 是必須加以注

61、意的。 除上述關(guān)于模塑過(guò)程中以及模塑剛完成后所發(fā)生的收縮現(xiàn)象外， 有些塑料在老化過(guò)程中還有一些收縮，這種老化收縮現(xiàn)象對(duì)熱固性塑 料尤為顯著。 對(duì)纖維醋類如醋酸纖維，則根據(jù)所用的增塑劑類型和比例也有不 同程度的收縮，因此將在模塑過(guò)程中塑件的收縮值補(bǔ)償?shù)侥＞叩南鄳?yīng) 尺寸中去，再?gòu)墓に嚄l件來(lái)控制收縮范圍，這樣，就有可能得到比較 符合圖紙要求的塑件。 2.2.1.2 塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)塑件收縮的影響 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求塑件有一個(gè)均勻的截面，即通常所說(shuō)的塑件 壁厚要均勻。如果一個(gè)塑件中有一、二處的截面較其它處的截面厚些， 而采用的成型條件又只適宜于模塑薄處截面，則在厚截面處會(huì)發(fā)現(xiàn)缺 料或塑件不密實(shí)或熟化不足

62、以致造成收縮的不均，且薄壁塑件比厚壁 塑件的收縮要小。 另外，塑件上帶有嵌件者比不帶嵌件者收縮要小，塑件形狀復(fù)雜 的比形狀簡(jiǎn)單的收縮要小，且直徑方向的尺寸比高度方向的尺寸收縮 要小。 塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)塑件收縮的影響： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 （1）化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化。例如熱固性塑料在成形過(guò)程中樹(shù)脂分子 由線形結(jié)構(gòu)變?yōu)轶w形結(jié)構(gòu)，而體形結(jié)構(gòu)的體積質(zhì)量比線形結(jié)構(gòu)的體積 質(zhì)量大，故要收縮。 （2）熱收縮。塑件在成形后的冷卻過(guò)程中，沮度降低，尺寸要 收縮。 （3）塑件在成形時(shí)，由于受到成形壓力和四切力的作用、各向 異性、舔加別的不均勻性以及模具溫度的影響，成形后的塑件有殘余 應(yīng)力存在，這種殘余應(yīng)力的變化引起塑件發(fā)生再收縮一般稱為后收 縮。 （4）熱塑性塑料在恒定壓力下，隨溫度的變化呈現(xiàn)幾種狀態(tài)。 熱塑性塑科在恒定壓力下，隨著加工溫度的變化呈現(xiàn)玻璃態(tài)、高彈態(tài) 和粘流態(tài)三種狀態(tài)。 2.2.2 脫模斜度 為了使塑料制品順利地從模具型腔中取出，須在制品內(nèi)外壁設(shè)計(jì) 足夠的脫模斜度。脫模斜度的大小取決于塑料的性質(zhì)、收縮率的大小、 制品的壁厚和形狀，設(shè)計(jì)時(shí)一般考慮以下幾種情況：制品形狀復(fù)雜， 深度較深，不易脫模的